Интерфазные хромосомы в ядре эукариот
Петельно-доменный уровень структурной организации хромосом эукариот отражает разделение интерфазных хромосом на дискретные домены по функциональному признаку. Это было обнаружено в исследованиях хромосом дрозофилы в связи с мозаичным эффектом положения, в которых использовались методы генетического анализа в сочетании с цитологическими наблюдениями политенных хромосом.
Эффект положения характерен для всех эукариотических хромосом. Он демонстрирует наличие в интерфазных хромосомах высокоупорядоченной доменной структуры, тесно связанной с транскрипционной активностью соответствующих участков генома. Распределение участков хроматина с разным уровнем конденсированности в интерфазных хромосомах упорядочено и, по- видимому, является видовым признаком организма. Имеются указания на то, что структурные компоненты конденсированного хроматина оказывают влияние на пространственное расположение соответствующих частей хромосом в ядре.
Было показано, что теломерные участки хромосом клеток слюнных желез саламандр располагаются вблизи ядерной оболочки. Установлена локализация на периферии ядер теломер политенных хромосом дрозофилы, а также теломерных участков хромосом Schizosaccharomyces pombe в фазе G2 клеточного цикла. С помощью конфокальной иммунофлуоресцентной микроскопии продемонстрировано, что перинуклеарную локализацию теломер дрожжей S. cerevisiae обеспечивают, по крайней мере, два белка - Sir3 и Sir4 (silent information regulators) , которые также требуются для наследуемой инактивации генов в специфических доменах хромосом, расположенных в локусе, определяющем тип спаривания у дрожжей, и вблизи теломерных последовательностей.
В такого рода экспериментах была установлена связь между ядерной локализацией конкретных участков хромосом и их транскрипционной активностью.
Активно экспрессирующиеся гены локализуются преимущественно во внутренних частях интерфазных ядер. При этом, по мнению Д.Б. Лоуренса и соавторов (1993 г.), отдельные гены внутри ядер располагаются упорядоченно. В частности, было установлено, что активно транскрибируемые гены вируса Эпштейна-Барр и онкогена neu находятся в разных местах внутренних 50% ядерного объема, а ген дистрофина - вблизи ядерной оболочки. В этой серии экспериментов три неактивных гена, кодирующих альбумин, тяжелую цепь сердечного миозина и нейротензин, локализовали в составе конститутивного гетерохроматина на периферии ядер или вблизи ядрышка. Используя микрооблучение ультрафиолетовым светом и гибридизацию с зондами, показали, что отдельные хромосомы занимают внутри ядра дискретные, хотя и обширные, территории. Компоненты аппарата сплайсинга обнаруживают в ядрах на периферии территорий, занимаемых индивидуальными хромосомами, так же как и треки синтезируемой РНК.
В соответствии с моделью Т. Кремера (1993 г.), внутриядерное пространство между территориями, занимаемыми индивидуальными хромосомами, представляет собой единый компартмент, в котором происходят транскрипция , сплайсинг , созревание транскриптов и их транспорт. Этот компартмент тесно ассоциирован с активно транскрибируемыми генами, которые располагаются на периферии хромосомных территорий в составе выступающих петель хроматина.
Истинная природа интерфейса между активными генами отдельных хромосомных территорий и межхроматиновым компартментом остается неясной из-за слабого понимания пространственной структуры ДНК на высших уровнях ее упаковки в хромосомах.
Смотрите также:
