obshaya_tsitologia (1120994), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Но отличительной особенностью этих хромосом являетсяналичие боковых петель, отходящих от множества хромомеров, попарносимметрично располагающихся вдоль каждого гомолога (рис. 104). Именно впетлях хромосом типа ламповых щеток происходит синтез РНК во времядлительной мейотической профазы.Следовательно, хромосомы типа ламповых щеток занимают как быпромежуточноеположениеконденсированнымимеждухромосомамиинактивированнымииактивнымимаксимальноинтерфазными194хромосомами:конденсированныеучасткихромомеровсоответствуютучасткам митотических хромосом, а боковые петли - участкам активныхинтерфазных хромосомных районов.
Считается, что число боковых петельсоответствует числу хромомеров, за исключением того, что хромомеры,представляющие центромерные участки, петель не несут. Так у гребенчатоготритона, чьи хромосомы типа ламповых щеток особенно подробно изучены,насчитываетсяоколо5000хромомеровнагаплоидныйнаборисоответственно 20 000 боковых петель на диплотенную митотическуюхромосому (напомним, что в профазе мейоза клетки содержат тетраплоидноеколичество хроматид).Латеральные или боковые петли в составе хромосом типа ламповых щетокнеоднородны по своей структуре.
Преобладают ординарные или нормальныепетли длиной около 10 мкм. Они асимметричны по своей толщине: всветовом микроскопе видно, что один из концов петли тонкий, а другойтолстый; развернутая петля имеет клиновидную форму. В составеординарных петель в световом микроскопе видно, что каждая петля покрытакакбычехломилиматриксом,имеющимнеяснуюгранулярно-фибриллярную структуру.ДНК входит в состав осевого элемента петель и представляет собойосновную хромосомную ДНК.
Это доказывалось тем, что как боковые петли,так и осевые компоненты диплотенных хромосом рвутся при обработкеДНКазой.Боковые петли способны к синтезу РНК: включениепроисходитпрактическивовсехпетляхповсей3H-уридинаихдлине.Новосинтезированная РНК в петлях быстро ассциирует с белками, заранеесинтезированными в цитоплазме.При изучении ординарных петель на ультратонких срезах было найдено вих составе большое количество гранул 25-40 нм величиной, сходных с195интер- и перихроматиновыми гранулами интерфазного ядра и с гранулами впуфах политенных хромосом.Более подробно структура боковых петель была изучена в электронноммикроскопе на препаратах распластанных диплотенных хромосом.Оказалось, что общая морфология транскрипции на боковых петляххромосом типа ламповых щеток удивительно напоминает таковую нарибосомных цистронах (рис.
104). Большинство ординарных боковых петельпредставляет собой одну транскрипционную единицу, начало транскрипциикоторой расположено на одном конце петли, а терминальный участок - надругом. Таким образом такая транскрипционная единица тоже имеет форму“елочки”, только изогнутой в виде петли. Здесь также наблюдаетсялинейный градиент транскриптов: короткие в начале, и максимальнодлинные (до нескольких десятков нм) на концах транскрипционных единиц.Транскрипты здесь представлены в виде рибонуклеопротеидов.
Врезультате воздействия низких ионных сил они из глобул величиной 25-40нм превращаются в вытянутые, изогнутые фибриллы, часто на концеимеющиеутолщение.Морфология транскриптовнаразных петляхнеодинаковая. Встречаются расправленные, линейные фибриллы, а такжекустистые фибриллы, многократно сложенные сами на себя, вероятно, врезультате образования дуплексных структур РНК.В некоторых петлях может располагаться несколько транскрипционныхединиц разной длины, могущих иметь как идентичную, так и оппозитнуюориентацию транскрипции (рис. 105).
Интенсивность транскрипции такженеодинакова на различных петлях: встречаются петли с 30 транскриптами на1 мкм и с 3-5.При падении транскрипционной активности в естественных условиях илипри экспериментальном подавлении синтеза РНК длина петель уменьшается,они приобретают нуклеосомное строение.Морфология транскрипции индивидуальных генов196Недавно был предложен более прогрессивный подход для исследованияморфологии транскрипции индивидуальных структурных (кодирующихполипептидные цепи) генов. Для этого были использованы ооциты X. laevis,в ядрах которых с помощью микроинъекций можно вводить любыемолекулы, в том числе и ДНК.
Если же для такого введения взятьклонированные гены, то получая препараты по Миллеру, можно обнаружитьотдельные от ядрышек и хромосом молекулы ДНК, которые в условияхвысокой транскрипционной активности в ядрах ооцитов, в свою очередьвовлекаются в процесс транскрипции. Это и дает возможность наблюдать затранскрипционной активностью индивидуального гена.Так в ядра ооцитов были инъецированы небольшие циклическиемолекулы клонированных генов овальбумина кур. Инъекция большогоколичества этих генов (2-5 нг на ядро) приводили к тому, что в ядреобразовывались кластеры из нескольких сот циклических молекул, хорошоотличающихся от элементов собственного хроматина ооцитов.
Оказалось,что 80-90% инъецированного материала неактивны. В этом случаеиндивидуальные циклические молекулы генов были сплошь покрытынуклеосомами и не содержали транскрипционных комплексов (РНКполимераза вместе с цепочкой синтезированной РНК).Небольшая часть инъецированных генов, однако, обладала типичнымитранскрипционными комплексами. Среди таких активированных геноввстречается, по крайней мере, три морфологических класса. В первом случаеэтобылициркулярныемолекулысослабойтранскрипцией(3-10транскриптов на 1 мкм длины хроматина), транскрипты были разной длиныи не обладали линейным градиентом.
В другом случае наблюдалиинтенсивно транскрибируемые циклические участки хроматина, покрытыетранскрипционными комплексами по всей длине молекулы ДНК (30-50транскриптов на 1 мкм хроматина). Здесь транскрипты достигали длины до1,2 мкм. РНК на интенсивно транскрибируемых участках всегда была197расположена по градиенту длины, образуя участки, напоминающие “елочки”на транскрипционных единицах ядрышковых ДНК. Первичный транскрипт склонированного гена овальбумина кур содержит участки кодирующихпоследовательностей (экзоны) и интроны.
На подобных препаратах в теснойассоциации с нитчатыми транскриптами бывают видны также глобулярныесплайсосомы.Таким образом, удается наблюдать за работой любых индивидуальныхгенов.Синтез транспортных РНКГены транспортных РНК относятся к умеренно повторяющимся (10-100)последовательностям в геноме. Они также как р-гены, располагаются тандемно.Длина разных (31 шт.) тРНК колеблется от 74 до 95 нуклеотидов (примерно 30нм), уложенных в сложную трехмерную фигуру. Отдельный ген тРНК состоитиз двух крайних экзонов и одного центрального интрона. Во время процессингаинтрон удаляется, а два экзона с помощью фермента лигазы соединяются взрелую молекулу.Глава 10.
Ядерная оболочкаСтруктура, ограничивающая параметр клеточного ядра, ядерная оболочка,характерна для эукариотических клеток. Она разделяет два внутриклеточныхкомпартмента друг от друга, цитоплазму от ядра. Значение такого разделенияструктур в пространстве очень важно: это приводит к обособлениюпроцессов синтеза белка и процессов синтеза нуклеиновых кислот, чтосоздает дополнительные, по сравнению с прокариотами, возможности длярегуляции генной активности и ее реализации в виде синтеза специфическихбелков. Активная регуляция транспорта из цитоплазмы в ядро и из ядра вцитоплазму,черезспециальныекомплексыпорсоздаетсистемуизбирательного транспорта веществ, делая ядерную оболочку “геннымиворотами” со специальными “превратниками” (контрольными пунктами),регулирующими потоки ядерного импорта и экспорта.
Кроме того, как уже198описывалось, ядерная оболочка играет большую роль в организациитрехмерной структуры интерфазного ядра, элементы ядерной оболочкиявляются частью ядерного белкового матрикса.Ядерная оболочка состоит из двух мембран, внешней и внутренней, междукоторымирасполагаетсяперинуклеарноепространство(рис.106).Внутренняя мембрана ядерной оболочки структурно связана с ламиной фиброзным периферическим слоем ядерного белкового матрикса. В общемвиде ядерная оболочка может быть представлена как двухслойный мешок,отделяющий содержимое ядра от цитоплазмы. Однако ядерная оболочкаимеет характерную особенность, отличающую ее от других двухмембранныхструктур клетки (митохондрии и пластиды).
Это наличие особых ядерныхпор, которые образуются за счет многочисленных зон слияния двух ядерныхмембран и представляют собой как бы округлые, сквозные перфорации всейядерной оболочки.Компоненты ядерной оболочкиВнешняямембранаконтактирующаясядернойцитоплазмойоболочки,клетки,имеетнепосредственнорядструктурныхособенностей, позволяющих отнести ее к собственно мембранной системеэндоплазматического ретикулума (ЭПР). Так, на внешней ядерной мембранеобычно располагается большое количество рибосом, как и на мембранахэргастоплазмы.Существуютмногочисленныенаблюденияонепосредственном переходе внешней ядерной мембраны в систему каналовэндоплазматического ретикулума, что особенно подчеркивает структурнуюидентичность этих мембран (рис.
106).Так у клеток, бедных эндоплазматическим ретикулумом, внешняя ядернаямембранаможетпредставлятьсобой“минимальный”объемэндоплазматического ретикулума, который может участвовать в синтезебелкового и липидного компонентов мембран. Описаны случаи, когда отвнешнейядерноймембраныотщепляютсямембранныевакуоли,199направляющиеся в проксимальный отдел аппарата Гольджи. Состав липидови белков внешней ядерной мембраны очень схож с таковым ретикулума, что,возможно, и определяет их общие биохимические функции, что особенноподчеркивается наличием рибосом на поверхности мембран, обращенной вгиалоплазму.Этирибосомысинтезируют,какмембранные,такисекретируемые белки, которые могут транспортироваться в перинуклеарноепространство, а оттуда в полости цистерн ЭПР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
