Хроматин: петельно-доменный уровень компактизации
Данная модель была предложена на основе биохимических и электронно- микроскопических исследований в конце 1970-х - начале 1980-х годов ( Benyajati C.W. and Worcel A., 1976 ; Cook P.R. and Brazell I.A., 1978 ). Петли ДНК впервые были обнаружены в экспериментах по седиментации препаратов ядер (приготовленных с использованием высокосолевой экстракции) ( Berezney R. and Coffey D.S., 1974 ). Была предложена гипотеза, согласно которой домен соответствует индивидуальной хроматиновой петле ( Cook P.R., 1989 ). Эта гипотеза объясняла и преимущественную чувствительность функциональных доменов к действию ДНК-азы I, так как было показано, что конденсация хроматина посредством образования петель не зависит от двух более низких уровней организации ДНК. В транскрибируемых регионах петли могут содержать нуклеосомы с нарушенной структурой, а в неактивных частях образовывать 30-нм, или другого размера фибриллу ( Tanaka K., Iino, 1973 ), нечувствительную к действию ДНК-азы I.
В интерфазных ядрах эукариот нити хроматина, в которых ДНК упакована в форме соленоида , содержащего нуклеомеры , организованы в виде топологически независимых петель, длина которых в среднем составляет 50-100 т.п.о. Такой способ пространственной укладки нитей хроматина рассматривается как следующий уровень конденсации хроматина (и ДНК) у эукариот, а сами петли получили название хромомеров . С помощью электронного микроскопа обнаружено, что нити хроматина в хромомерах имеют дополнительную специфическую укладку в виде розеток, собранных у основания, от которого отходят малые петли длиной ~5 т.п.о. ( рис. I.2 ). Образование хромомеров становится возможным благодаря наличию у их оснований определенных последовательностей нуклеотидов, которые специфически взаимодействуют с ядерным матриксом, называемым иначе ядерным скэффолдом (скелетом) - сетчатообразной структурой внутри интерфазных ядер, образованной белками и РНК. Эти участки хромосомной ДНК, взаимодействующие с ядерным матриксом, в литературе известны под сокращенными названиями MAR (Matrix Associated Region) или SAR (Scaffold Associated Region) и часто обозначаются как MAR/SAR-последовательности .
Структура в метафазной хромосоме , гомологичная матриксу в интерфазном ядре, называется хромосомным скелетом (scaffold). Обе структуры участвуют в упаковке хромосомной ДНК в петли (loops). В интерфазном ядре петли хроматина включают в себя порядка 100 KB, средний размер индивидуальной петли составляет 0.25 мкм. Петли заякориваются основаниями во внутриядерных нехроматиновых белковых структурах. В процессе митоза интерфазные хромосомы претерпевают дальнейшую упаковку, их линейные размеры уменьшаются в 100 раз и образуются метафазные хромосомы. Восемнадцать петель интерфазного хроматина образуют "розетку" или спираль с витком (он называется миникольцом) диаметром приблизительно 0,84 мкм. Миникольца располагаются одно под другим вдоль центральной оси и формируют конденсированные метафазные хромосомы ( Robinson S.I. ea, 1982 ) ( рис. 1.1. Петлевой уровень организации ДНК в соматических клетках (одна из предполагаемых моделей)).
Если индивидуальная петля содержит функциональный геномный домен, то края домена должны в таком случае располагаться между определенными функциональными частями генома и иметь последовательности, специфически взаимодействующие с ядерным матриксом. Далее см. Хроматин: петлевая организация, сайты взаимодействия структурные
Смотрите также:
