obshaya_tsitologia (1120994), страница 37
Текст из файла (страница 37)
В цитоплазме иРНК188снова одеваются новыми белками,образуя «информосомы» – формухранения иРНК в неактивном состоянии, или связываются с белками,необходимыми для трансляции.Морфология РНП-компонентов в ядреВся информация, полученная о морфологии транскриптов рРНК и иРНК,об информоферах и сплайсосомах получена на изучении выделенных изядерэтихкомпонентов,подвергнутыхспециальнойобработкедляраспластывания их на препаратах для электронной микроскопии.Что же касается морфологии РНП-продуктов in situ, в объеме интактныхядер, то здесь информация неполная и противоречивая.Кроме хорошо выраженного ядрышка, другие продукты ядернойактивности при изучении клеток на ультратонких срезах не бросаются вглаза: их трудно отличить от различных фибрилл (ДНП, матрикс)и каких-тогранул, казалось бы без особого порядка разбросанных в ядре.
Все же,используя метод избирательного контрастирования солями урана структур,содержащих РНК, удается выделить ряд компонентов, которые можноотнестикнеядрышковымперихроматиновыепродуктамфибриллы,транскрипции.перихроматиновыеЭтогранулы–иинтерхроматиновые гранулы (рис. 99б, 100).Перихроматиновые фибриллы обнаруживаются по периферии участковконденсированного хроматина (околомембранного или любого другого). Ониимеют толщину около 3-5 нм, часто образуют рыхлую неправильную сеть.Оказалось, что этот компонент ядра сильно изменяется при стимуляциисинтеза РНК.
Так, при возрастании синтеза РНК в клетках печени крыспосле голодания и последующего питания или после введения кортизонаадреналэктомированнымживотнымзоныперихроматиновых фибриллзначительно увеличиваются. Эти зоны оказались наиболее активными повключению меченых предшественников в РНК, что было показано189радиоавтографическиспомощьюэлектронногомикроскопа.Такиефибриллы могут представлять новосинтезированную гяРНК.ДругойтипРНК-содержащихструктуринтерфазногоядра-перихроматиновые гранулы. Они имеют диаметр около 45 нм и окруженысветлым ореолом.
Эти гранулы встречаются только на периферииконденсированного хроматина, в диффузном хроматине их нет. Считается,что между этими гранулами и перихроматированными фибрилламисуществует структурная связь. При больших увеличениях внутри гранулможно видеть тонкие извитые фибриллы 3-5 нм толщиной.Крупные гранулы типа перихроматиновых встречаются в специфическихактивных в отношении синтеза РНК участках политенных хромосом, впуффах (см. ниже). Сходные гранулы обнаружены в боковых петляхфункционирующих мейотических хромосом. Исходя из этого, некоторыеисследователи делают предположение, что такие рибонуклеопротеидныегранулы могут представлять собой зрелые комплексы из несколькихинформофер,рибонуклеопротеидныечастицы,содержащиеинформационную РНК.
Однако это предположение нуждается в проверке.Интерхроматиновые гранулы - третий тип РНК-содержащих структур.Они имеют размер 20-25 нм и группируются всегда в форме скоплениймежду участками хроматина. Эти гранулы не стандартны по величине ипереплетены тонкими фибриллами.В последнее время были получены антитела к мяРНП. Оказалось, чтосреди них есть и различные сплайсосомы, гранулы размером 20-30 нм. ЭтимяРНП располагались в зонах свободных от конденсированного хроматина ипо своей локализации совпадали с зонами, где располагались скопленияинтерхроматиновых гранул. Они могут представлять собой скоплениесплайсосом, участвующих в конечных стадиях созревания гяРНК.В таком случае всю картину динамики синтеза гяРНК можно представитьсебеследующимобразом.Деконденсирующиесяучасткихроматина190(эухроматин) по периферии конденсированных зон хроматина, связываясь сРНК-полимеразойII,транскрибируютгяРНКввиденачальныхперихроматированных фибрилл, связывающихся с белками информофер,которыезатемподвергаясьсозреваниюсучастиемсплайсосом(интерхроматиновые гранулы), дают начало зрелым формам иРНК комплексам информофер, или перихроматиновым гранулам.
Вероятно, невсе зрелые иРНК могут переходить в крупные (45-60 нм) перихроматиновыегранулы, а последние, вероятно, характерны для РНК с высокиммолекулярным весом.Инуютопографиюрастительныхвклеток.интерфазныхТак,вядрахядрахсимеютРНП-продуктыхромонемнойорганизациейинтерфазного хроматина, РНП в виде крупных гранул (20-30 нм) и тонкихфибрилл (6-8 нм) располагается по периферии такого конденсированногохроматина и в межхроматиновых зонах; создается впечатление, что всяпериферия хромонемных участков хроматина вовлечена в синтез РНК (рис.100б).Былисделаныпопыткиизучитьморфологиютранскрипциинерибосомных генов на тотальных плоскостных препаратах. Для этого изгомогенатов ядер осаждали фракцию диффузного хроматина, обогащенноговключенными мечеными предшественниками РНК.
Активный хроматин натаких препаратах имел вид типичных нуклеосомных фибрилл с редкосидящими одиночными гранулами РНК-полимеразы, от которых отходилитранскрипты РНК разной длины и конфигурации (рис. 101). Обычно этобыли изогнутые фибриллы, иногда имеющие на свободном концеглобулярные образования. Чаще всего расстояние между одиночнымигрануламиРНК-полимеразыдоходилодо0,1-0,3мкм,такчтопредставлялось, что с гена транскрибируется лишь одна копия, в отличие отмножественных копий, получаемых с генов рРНК.
Но однако, в редкихслучаях обнаруживались участки хроматина с тесно расположенными РНК191полимеразами, от которых отходили в сторону транскрипты разной длины,образуя “елочко”-подобные структуры.Попытки наблюдать морфологию транскрипции на определенных генахбыли сделаны на целом ряде объектов, включая политенные хромосомыдвукрылых насекомых и мейотические профазные хромосомы.Синтез РНК в пуфах политенных хромосомБолее полные представления о морфологии синтеза и образованияконечныхпродуктовинтерфазныхтранскрипциихромосомбылиопределенныхполученыпригенныхизученииучастковполитенныххромосом.Светооптическое изучение строения политенных хромосом двукрылыхобнаружило, что кроме дисков и междисковых участков встречаютсялокальные расширения хромосом, т.н.
пуфы. В этих участках ДНК нерасполагается в виде дисков, они имеют аморфную структуру, частосодержат РНК, базофильны. В пуфах происходит основное включение 3Нуридина, что однозначно показывает, что они являются активнымиучастками этих своеобразных интерфазных хромосом.Количествопуфовиихлокализациянеявляютсяпостояннойхарактеристикой той или иной политенной хромосомы. Более того, рисунокпуфирования (т.е.
расположение пуфов на хромосомах) разный на одной итой же хромосоме в зависимости от стадии развития личинки, или от типаклеток, взятых для исследования.Так как возникновение пуфов прямо связывается с активацией синтезаРНК, то было показано, что развитие определенного пуфа отражает собойактивациюотдельногоилигруппыгенов,детерминирующихфункционально-метаболические особенности клеток на данном этаперазвития. Поэтому в различных дифференцированных клетках картинапуффинирования не должна совпадать, что и наблюдается на самом деле(рис. 102).192При затухании синтеза РНК пуф начинает спадаться, уменьшаться вразмерах, терять базофилию и в конце концов на его месте можно видетьдиск, из которого он развился.
Особенно демонстративно это видно на особокрупных пуфах 4-ой хромосомы Chironomus, которые носят название колецБальбиани (КБ). Так на личиночной стадии можно видеть на 4-ой хромосомевблизи от ядрышка два постоянных базофильных пуфа, КБ1 и КБ2.В электронном микроскопе было обнаружено, что зона этих крупныхпуфовсодержитбольшоеколичествогранулрибонуклеопротеиднойприроды, размером 50-60 нм. Эти гранулы, предположительно содержащиеинформационную РНК и соответствующие информосомам в составе кольцаБальбиани 2 (КБ2), располагаются особым образом.
На ультратонких срезахможно наблюдать, что они располагаются рядами вдоль осевых элементов.Каждая гранула оказалась связанной с осевой структурой с помощью ножкифибриллы толщиной 14-16 нм (рис. 103). Эта картина соответствуетпредположению, что 50-60 нм гранулы представляют собой РНП-продуктыданного хромосомного локуса, находящиеся в процессе их синтеза. Наплоскостных препаратах по Миллеру такие участки КБ2 были представленымногочисленными “елочко”-подобными структурами, состоящими из осевыхкомпонентов и отходящих от них многочисленных гигантских траснкриптов,имеющих длину до 7,7 мкм.
От участка транскрипции в данном случаеотходит в среднем 123 гигантских транскрипта, связанных с комплексамиРНК-полимеразы.Расшифровка этих морфологических наблюдений стала возможной прианализе индивидуальных РНК, выделенных из КБ2. Для этого с помощьюмикроманипулятора выделяли ядра, затем отделяли от других 4-уюхромосому, и с помощью микродиссекции вырезали и накапливали зоны,содержащие КБ2. Затем из этих пуфов выделялась РНК, котораяисследовалась с помощью гель-электрофореза. Выделенная РНК оказаласьогромных размеров, она имела мол.
вес 15-35 х 106 Д, и коэффициент193седиментации 75S. Соответственно гены этой 75S РНК содержат 37 т.п.н.,вероятно не имеют интронов, т.к. 75S РНК не подвергается процессингу ислужит матрицей для синтеза гигантских молекул секреторных белков. Гены75S РНК оказались построены наподобие сателлитных ДНК: в их составенаблюдается иерархия внутренних повторов.После завершения синтеза 75S РНК, ее молекулы в виде крупных (50-60нм) РНП-гранул транспортируются в цитоплазму.
Однако значительная ихчасть разрушается: только 4-7% этой РНК обнаруживается в цитоплазме.Эти гигантские молекулы РНК образуют в цитоплазме особо крупныеполисомы (700S), в состав которых входит 55-65 рибосом, на которыхсинтезируются длинные цепочки гликопротеидов клеток слюнной железымотыля. (На самом деле эта железа не участвует в пищеварении, она несодержит ферментов; ее функция заключается в синтезе белка, необходимоголичинке для построения домика и ловчих сетей).Транскрипция на мейотических хромосомахМейотические хромосомы типа “ламповых щеток” (см. ниже) встречаютсяглавным образом на стадии диплотены мейоза, как у самцов, так и у самок.По сравнению с митотическими хромосомами мейотические хромосомытипа ламповых щеток намного длиннее и хорошо видны в световоммикроскопе по двум причинам: она представляют собой спаренные иудвоенные хроматиды, так что в их состав входит четыре продольныхсубъединицы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
