obshaya_tsitologia (1120994), страница 35
Текст из файла (страница 35)
В ряде случаев они могут снова активироваться ипереходить в компактную или ретикулярную форму.Сегрегированныеядрышкихарактерныдляклеток,обработанныхразличными антибиотиками или химическими веществами, вызывающими178прекращение синтеза рРНК (актиномицин Д, амфотерицин и др.), а такжеантибиотиками, влияющими на синтез ДНК и белков (митомицин, пуромицин,многие канцерогены и т.д.). Термин “сегрегация” используется в данном случаев связи с тем, что происходит как бы разделение, обособление разныхкомпонентов ядрышек, сопровождающиеся прогрессивным уменьшением егообъема.
При этом обособляются друг от друга крупные фибриллярные центры игранулярно-фибриллярный компонент.Белки ядрышекДо 60% сухого веса выделенных ядрышек приходится на белки, числокоторых может составлять несколько сот разных видов. Помимо белковассоциированного с ядрышками хроматина в состав ядрышек входят белкирибосом и специфические ядрышковые белки, связанные с транскрипциейрибосомных генов, с процессингом 45S рРНК, такие как РНК-полимераза I,факторы транскрипции, топоизомеразы, метилазы, нуклеазы, протеинкиназы,фосфатазы.Частьядрышковыхбелковимеетсродствоксеребру,-аргентофильные белки: РНК-полимераза I, фактор транскрипциии UBF,нуклеолин (С-23), нуклеофозмин (ньюматрин или В-23).Аргентофилия характерна для белков, обогащенных сульфгидрильными,дисульфидными связями. Как уже указывалось, четкой аргентофилией обладаютинтерфазные ядрышки и зоны ядрышковых организаторов на митотическиххромосомах.Собственно ядрышковые белки расположены в специфических местах ихактивности.
Так РНК-полимераза I и фактор транскрипции рРНК UBFрасполагаются в фибриллярных центрах (ФЦ) и/или в плотном фибриллярномкомпоненте (ПФК).Ag-фильным является также белок с мол. весом 195 кДа, представляющийсобой большую субъединицу РНК-полимеразы I, участвующую в синтезе рРНК.Этот белок локализуется в зоне фибриллярных центров, по их периферии. Наплоскостных препаратах ядрышек аргентофилией обладают участки над осевой179частью «елочек», непосредственно над расположением гранул РНК-полимеразыI.
Кроме того, с помощью иммуноморфологических методов РНК-полимераза Iобнаруживается в зоне ядрышковых организаторов митотических хромосом.Это обстоятельство не противоречит данным о том, что во время митозатранскрипция полностью прекращается. Вероятно, что во время митоза гены,нагруженные неактивной РНК-полимеразой I, переносятся весте с нею вобласти ядрышковых организаторов из одной клеточной генерации в другую.Специфический для ядрышек белок фибрилларин (В-36, м.в. 34 кДа)располагается в ПФК, где он осуществляет процессинг пре-рРНК в комплекседругими РНП, в состав которых входит U3 мяРНК, необходимая для начальногоэтапа процессинга 45S рРНК.
Фибрилларин обнаруживается также в остаточныхядрышках – в «ядрышковом матриксе».Белок С23 (110 кДа) или «нуклеолин» локализуется в зоне плотногофибриллярного компонента и в фибриллярных центрах ядрышек, но также и взонах ядрышковых организаторов митотических хромосом. Следовательно онобнаруживается как на транскрибируемых, так и на неактивных участкахрибосомных генов. В препаратах распластанных ядрышек он обнаруживаетсянад транскрипционными единицами («елочками»), он обнаружен во фракциях,содержащих предшественники рибосом. Функции его до конца не ясны, хотястало известно, что белок С23 может играть важную структурную роль впроцессе транскрипции: он своим N-концом, на котором находятся лизиновыегруппы,связываетсясядрышковымхроматином,аC-концомстранскрибируемым спейсером (tsi) на 45S рРНК.Обнаружено, что этот белок связывается не с ДНК транскрипционнойединицы, а с ДНК, имеющей нуклеосомное строение (вероятно со спейсернымиучастками).Белок В-23 (нуклеофозин, м.в.
37 кДа) с помощью иммуноцитохимическихметодов локализован в области ПФК и, главным образом, в зоне гранулярного180компонента. Считается, что В-23 участвует в промежуточных и терминальныхстадиях биогенеза рибосом, и в транспорте пре-рибосом.Общая схема работы ядрышка как специального локуса синтеза рибосомПри становлении синтеза рРНК в ядрышках на поверхности ФЦ происходитактивация транскрипционных единиц, - связывание с факторами транскрипциии РНК_полимеразой I, которая начинает считывать первичный транскриптрРНК.
По мере прохождения первой РНК-полимеразы I, на освобождающемсяучастке транскрипционной единицы садится следующая РНК-полимераза иначинается синтез новой рРНК. Одновременно и последовательно на одном ргене могут находиться до сотни РНК-полимераз I, от которых отходяттранскрипты разной степени завершенности. Конечным продуктом являетсяпре-рРНК или 45S рРНК. По мере синтеза растущие цепи рРНК одеваютсярибосомными белками, поступающими в ядро из цитоплазмы, так что сразуобразуютсяцепиРНП-предшественников.Совокупностьпродуктовтранскрипции нескольких транскрипционных единиц образует вокруг ФЦ зонуПФК. Конечным продуктом такого синтеза является рибонуклеопротеидныйтяж, или глобула, имеющая константу седиментации около 80S, содержащаяодну молекулу 45S рРНК.
После отделения 45S рРНК в терминальной точкетранскрипционной единицы происходит расщепление – процессинг 45S рРНК, вконце которого образуются 40S и 60S рибосомные субъединицы. Синтез малыхсубъединиц в ядрышке занимает примерно 30 мин, а больших – около 1 ч. Вядрышке незрелая 60S рибосомная субъединица, коме двух фрагментов рРНК(28S и 5,8S) связывается с третьим (5S), который синтезировался независимо отхромосом с ядрышковыми организаторами на других хромосомах. Такиеновообразованные рибосомные субъединицы особым образом выходят из ядра вцитоплазму через ядерные поры. В цитоплазме такие незрелые рибосомы могутсвязаться с дополнительными белками. 40S субъединица сначала связывается сиРНК, и только затем с большой 60S субъединицей, образуя полную 80Sфункционирующую рибосому (рис.
92).181Новые, неканонические функции ядрышекПоследние данные показывают, что кроме синтеза рРНК, ядрышко участвуетво многих других аспектах экспрессии генов.Первые намеки (1965) на признаки полифункциональности ядрышек былиполучены при изучении гетерокарионов. Так при слиянии человеческих клетокHeLa с эритроцитами кур были получены гетерокарионы с первоначальносовершенно разными ядрами.
Ядра клеток HeLa были функционально активны,в них шел синтез разнообразных РНК. Исходные ядра эритроцитов курсодержали сверхконденсированный хроматин, не содержали ядрышек и нетранскрибировались. В гетерокарионе после слияния с HeLa клетками в ядрахэритроцитов кур хроматин начинал деконденсироваться, активироваласьтранскрипция,появлялись ядрышки. Иммуноцитохимическимиметодамиизучалось появление в гетерокарионах белков, характерных для куриныхклеток.
Несмотря на то, что в клетках HeLa была готовая системафункционирования рибосом и были сформированы ядрышки, появлениекуриных белков было отложено до тех пор пока не возникнут ядрышки в ядрахэритроцитов. Это означало, что ядрышко куриного эритроцита как-то должнововлекаться в образование куриных иРНК, т.е. ядрышко должно играть какую-тороль в продукции куриных иРНК.Позднее были накоплены данные в поддержку этой возможности. Былообнаружено, что созревание (сплайсирование, см. ниже) c-myc иРНК в клеткахмлекопитающихпроисходитвядрышках.Вядрышкахобнаруженысплайсосомные малые РНК (sn РНК), факторы сплайсинга пре-иРНК.Далее в ядрышках обнаруживаются РНК, входящие в SRP-частицы,участвующие в синтезе белков в эндоплазматическом ретикулуме. С ядрышкомоказалась ассоциирована РНК теломеразы – рибонуклеопротеида (обратнаятранскриптаза). Много есть данных о локализации в ядрышках прцессингамалых ядерных РНК, входящих в состав сплайсосом, и даже о процессингетРНК.182Ядрышко во время митоза: периферический хромосомный материалВ световом микроскопе ядрышко выявляется во время интерфазы, вмитотических клетках оно исчезает.
При использовании цейтраферноймикрокиносъемки можно наблюдать в живых клетках как по мереконденсации хромосом в интерфазе происходит исчезновение ядрышка.Сначала оно слегка уплотняется, но затем ко времени разрыва ядернойоболочки начинает быстро терять плотность, становится рыхлым и на глазахбыстро исчезает, как бы тает. При этом видно, что часть ядрышковогоматериала растекается между хромосомами.
В метафазе и анафазе ядрышкикак таковые отсутствуют. Первые признаки новых ядрышек появляютсяпосле средней телофазы, когда уже достаточно разрыхлились хромосомыдочерних ядер, имеющие новую ядерную оболочку. В это время вблизидеконденсирующихсяхромосомпоявляютсяплотныетельца–предъядрышки. Обычно их число выше, чем число ядрышка в интерфазе.Позднее уже в G1-периоде клеточного цикла предъядрышки растут,начинают объединяться друг с другом, их общее число падает, но суммарныйобъем возрастает.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
