obshaya_tsitologia (1120994), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Он состоит на 98% изнегистоновых белков, в него, кроме того, входит 0,1% ДНК, 1,2% РНК, 1,1%фосфолипидов.Химический состав ядерного матрикса, полученный таким способом сходен уразличных объектов (см. табл. 7).Таблица 7. Состав ядерного белкового матриксаОбъектБелокДНКРНКФосфолипиды138Крыса, печень970,11,292,31,20,05970,11,21,1Клетки HeLa6,9Тетрахимена0,5По своей морфологической композиции ядерный матрикс состоит,по крайнеймере, из трех компонентов: периферический белковый сетчатый (фиброзный)слой–ламина(nuclearlamina,fibrouslamina),внутренняяилиинтерхроматиновая сеть (остов) и «остаточное» ядрышко (рис.
68).Ламина представляет собой тонкий фиброзный слой, подстилающийвнутреннюю мембрану ядерной оболочки. В ее состав входят так же комплексыядерных пор, которые как бы вмурованы в фиброзный слой. Часто эту частьядерного матрикса называют фракцией «поровый комплекс – ламина» (PCL –“pore complex – lamina”). В интактных клетках и ядрах ламина большей частьюморфологическиневыявляется,т.к.кнейтесноприлегаетслойпериферического хроматина.
Лишь иногда ее удается наблюдать в видеотносительного тонкого (10-20 нм) фиброзного слоя, располагающегося междувнутренней мембраной ядерной оболочки и периферическим слоем хроматина.Структурная роль ламины очень велика: она образует сплошной фиброзныйбелковый слой по периферии ядра, достаточный для того, чтобы поддерживатьморфологическую целостность ядра. Так удаление обеих мембран ядернойоболочки с помощью Тритона Х-100 не вызывает распада, растворения ядер.Они сохраняют свою округлую форму и не расплываются даже в случаеперевода их в низкую ионную силу, когда происходит набухание хроматина.Внутриядерный остов или сеть морфологически выявляется только послеэкстракциихроматина.Онпредставленрыхлойфибрознойсетью,располагающейся между участками хроматина, часто в состав этой губчатойсети входят различные гранулы РНП-природы.139Наконец, третий компонент ядерного матрикса – остаточное ядрышко –плотная структура, повторяющая по своей форме ядрышко, также состоит изплотно уложенных фибрилл.Морфологическая выраженность этих трех компонентов ядерного матрикса,так же как и количество во фракциях, зависит от целого ряда условий обработкиядер.
Лучше всего элементы матрикса выявляются после выделения ядер вотносительно высоких (5 мМ) концентрациях двухвалентный катионов.Обнаружено, что для выявления белкового компонента ядерного матриксабольшое значение имеет образование дисульфидных связей. Так если ядрапредварительно инкубировать с иодацетамидом, препятствующим образованиюS-S связей, а затем вести ступенчатую экстракцию, то ядерный матрикспредставлен только комплексом PCL.
Если же использовать тетратионат натрия,вызывающий замыкание S-S связей, то ядерный матрикс представлен всемитремя компонентами. В ядрах, предварительно обработанных гипотоническимирастворами, выявляются только ламина и остаточные ядрышки.Все эти наблюдения привели к выводу, что компоненты ядерного матриксапредставляют собой не застывшие жесткие структуры, а компоненты,обладающие динамической подвижностью, которые могут меняться не только взависимости от условий их выделения, но и от функциональных особенностейнативных ядер. Так, например, в зрелых эритроцитах кур весь геномрепрессирован и хроматин локализован преимущественно на периферии ядра, вэтом случае внутренний матрикс не выявляется, а только ламина с порами.
Вэритроцитах5-дневныхкуриныхэмбрионов,ядракоторыхсохраняюттранскрипционную активность, элементы внутреннего матрикса выраженыотчетливо.Как было видно из табл. 7, основной компонент остаточных структур ядра –белок, содержание которого может колебаться от 98 до 88%. Белковый составядерного матрикса из разных клеток довольно близок. Характерными для негоявляются три белка фиброзного слоя, и носящих название ламинов. Кроме этих140основных полипептидов в матриксе присутствует большое количествоминорных компонентов с молекулярными массами от 11-13 до 200 кД.Ламины представлены тремя белками (ламины A, B, C). Два из них, ламины Aи C, близки друг к другу иммунологически и по пептидному составу. Ламин Bот них отличается тем, что он представляет собой липопротеид и поэтому онболее прочно связывается с ядерной мембраной. Ламин B остается в связи смембранами даже во время митоза, тогда как ламины А и С освобождаются приразрушении фиброзного слоя и диффузно распределяются по клетке.Как оказалось, ламины близки по своему аминокислотному составупромежуточныммикрофиламентам(виментиновымицитокератиновым),входящим в состав цитоскелета.
Часто фракция выделенных ядер, а такжепрепаратыядерногоматриксасодержатзначительныеколичествапромежуточных филаментов, которые остаются связанными с периферией ядрадаже после удаления ядерных мембран.В отличие от промежуточных филаментов ламины при полимеризации необразуют нитчатых структур, а организуются в сети с ортогональным типомукладкимолекул.внутреннююТакиемембрануфосфорилированиисплошныеядернойламинов,ирешетчатыеоболочки,вновьучастки,могутподстилаютразбиратьсяполимеризоватьсяприприихдефосфорилированиии, что обеспечивает динамичность как этого слоя, так ивсей ядерной оболочки.Молекулярная характеристика белков внутриядерного остова детально еще неразработана.
Показано, что в его состав входят ряд белков, принимающихучастие в доменной организации ДНК в интерфазном ядре в созданиирозетковидной, хромомерной формы упаковки хроматина. Предположение отом, что элементы внутреннего матрикса представляют собой сердцевинырозеточныхструктурхромомеровнаходитподтверждениевтом,чтополипептидный состав матрикса интерфазных ядер (за исключением белковламины) и остаточных структур метафазных хромосом (осевые структуры или141«скэффолд») практически одинаковы. В обоих случаях эти белки отвечают заподдержание петлевой организации ДНК.ДНК ядерного белкового матриксаРассматривая особенности ДНК, входящей в состав ядерного матрикса,необходимо еще раз подчеркнуть, что эта остаточная ДНК представлена вминимальном количестве (0,1-1% от сухого веса фракции) составляет лишьменее 1% от всей ДНК ядра.
Эта ДНК оказалась устойчивой к действиюнуклеаз, вероятно за счет ее существования в виде прочных ДНК-белковыхкомплексов.Большой интерес представляет изучение фрагментов ДНК, входящих в составядерного матрикса. Расчеты показали, что в ядрах существует от 60000 до125000 участков ДНК, защищенных от действия нуклеаз и эти участки могутбыть расположены на всех трех компонентах ядерного матркса.Подробно изучена ДНК ядерного матрикса клеток асцитной карциномыЭрлиха мышей. Так были обнаружены две размерные группы фрагментов ДНК всоставе ядерного матрикса. В первую группу входили высокомолекулярныефрагменты размером около 10 т.п.н., они составляли всего 0,02% от исходногоколичества ДНК. Их число составляло примерно 100 на гаплоидный наборхромосом, т.е.
всего2-3 участка прикрепления ДНК к ядерному матриксу нахромосому. Эти фрагменты были обогащены сателлитной ДНК и были связаныс ламиной. Функциональное значение этих участков может состоять вобеспечении фиксированного положения хромосом в ядре с помощьюзакрепления их определенных участков (центромер, теломер) на ламине.Вторая группа фрагментов, связанных с матриксом, состояла из небольшихучастков ДНК (120-140 п.н.), гетерогенных по последовательности. Онивстречаются между участками ДНК длиной около 50 т.п.н., представляющихсобой, вероятно петли основной массы хроматина (рис.
69). Функциональноезначение второй группы этих коротких участков ДНК может заключаться в том,что они ассоциированы с белками, лежащими в сердцевинах розеткоподобных142структур хроматина или в основании развернутых петель ДНК хроматина приего активации.Сходные результаты были получены на многих объектах. Было обнаружено,что зоны (районы) связывания ДНК с матриксом (MAR – matrix attachmentregions или SAR – scaffold attachment regions) содержат приблизительно 200 п.н.и располагаются друг от друга на расстоянии 5-112 т.п.н. У дрозофилы на ядроприходится по крайней мере 10 000 таких MAR (или SAR) областей.Места расположения последовательностей SAR (MAR) очень сходны илидаже идентичны с местами связывания ДНК с топоизомеразой II, которая играетосновную структурную и ферментативную роль в образовании петельхроматина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
