 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
ГетерохроматинОпределение и свойства. Термин «гетерохроматин» был предложен Хейтцем (Heitz, 1928) [469]. Он писал: «У P. (Pellia)epiphylla (мох) некоторые участки пяти из девяти хромосом ведут себя по-разному. В телофазе в отличие от остальных участков этих пяти и других четырех хромосом они продолжают оставаться видимыми, даже могут наблюдаться в молодых интерфазных ядрах, а также в ядрах полностью сформировавшихся клеток». Сохранение конденсированного состояния в интерфазе является основной характеристикой гетерохроматина [313]. Позднее были обнаружены другие особенности. Например, репликация ДНК во время S-фазы происходит в гетерохроматиновых сегментах намного позже, чем в эухроматиновых. Обычно различают два класса гетерохроматина: конститутивный и факультативный. У человека факультативная фракция представлена инактивированной Х-хромосомой у женщин и мужчин, которые несут дополнительные Х-хромосомы (разд. 2.2.3.3). Гетероморфизмы: функции и отношения с сателлитной ДНК [410]. Существует значительная межиндивидуальная изменчивость гетерохроматина (раздел. 2.1.2.3), превышающая изменчивость эухроматической части генома. Такие варианты называют «гетероморфизмами». Кроме тех районов, о которых говорилось ранее (вторичные перетяжки хромосом 1, 9, 16), обнаружен гетероморфизм в центромерных и спутничных районах акроцентрических хромосом. В медико-генетической практике этот гетероморфизм используется, например, для установления материнского или отцовского происхождения хромосом у больных с геномными мутациями, такими, как синдром Дауна (разд. 5.1.2.3), или в случае спорного отцовства. В течение многих лет было распространено представление о том, что в конститутивном гетерохроматине нет классических менделевских генов, но большинство исследователей не хочет признавать отсутствие у конститутивного хроматина какой-либо функции. Напротив, предполагают, что у него много функций. Возможно, например, что он влияет на стабилизацию структуры хроматина и выполняет роль «телохранителя», защищая генетически значимые последовательности ДНК эухроматических районов от внешних воздействий [385]. Высказанные соображения наталкивают на мысль, что явления, описанные в классической цитогенетике и положенные в основу понятия о гетерохроматине, сродни тем фактам, которые были открыты совсем недавно и легли в основу таких понятий, как высокоповторяющаяся и сателлитная ДНК (хотя эти недавние результаты получены с помощью совершенно иных экспериментальных подходов). И сателлитная, и высокоповторяющаяся ДНК, и гетерохроматин расположены главным образом вблизи центромеры, но могут обнаруживаться и в других районах некоторых хромосом (1, 9, 16, Y). В них отсутствуют известные струк- 118 2. Хромосомы человека турные гены, но они не полностью идентичны: например, небольшие количества сателлитной ДНК были обнаружены при помощи гибридизации in situ (разд. 2.3.2.3 и 7.2.2) вне центромерного конститутивного гетерохроматина. Функциональный смысл такой локализации остается неясным. 2.3.1.3. Нуклеосомная структура хроматина [1172; 427] Химический состав хроматина. Кроме ДНК хромосома содержит много разных белков. Вместе с двухцепочечной ДНК эти белки образуют хроматин. Среди них больше всего гистонов-положительно заряженных щелочных белков с молекулярной массой около 10000-20000. Их можно разделить на пять классов (H1, Н2А, Н2В, Н3 и Н4). Другие, так называемые негистоновые, белки представлены в очень небольших варьирующих количествах. Негистоновая фракция гетерогенна, в нее входит, например, много ферментов. Нуклеосомы [1172]. Хроматиновая нить состоит из повторяющихся единиц – нуклеосом, представляющих собой набор гистоновых молекул, ассоциированных примерно с 200 парами нуклеотидов ДНК. Набор гистонов в таких единицах состоит из любых двух белков четырех типов: Н2А, Н2В, Н3 и Н4. Они свернуты как глобулы, образуя цилиндр. ДНК-вый компонент нуклеосомы имеет две части: «сердцевину» (или
кор – от англ. core) из 140 пар нуклеотидов (п. н.) и «связующее звено» (или линкер - от англ. linker). Длина линкера варьирует от 15 до 100 п. н. в зависимости от типа клетки. Такие линкеры, очевидно, связывают нуклеосомы друг с другом. Гистон H1, который почти вдвое длиннее, чем другие гистоны, отвечает за целостность нуклеосомной структуры. При удалении H1 (что легко сделать в эксперименте) цепочка становится менее плотно упакованной (рис. 2.80, 2.81). На одну нуклеосому приходится только одна молекула гистона H1. ДНК 2. Хромосомы человека 119 закручена вокруг набора из девяти гистонов; вместе они образуют сферическую частицу с диаметром около 100 А. Такие частицы лежат, плотно прилегая друг к другу, вдоль хроматинового волокна. Точно не известно, каким образом ДНК связана с гистонами, однако ясно, что структура двойной спирали при этом явно не нарушена. Исследования, проведенные с помощью метода гибридизации ДНК—РНК (см. разд. 2.3.2.3), указывают на то, что в нуклеосомах встречается широкий спектр функционально различных последовательностей ДНК, от уникальных до повторяющихся, активно транскрибирующихся и таких, которые встречаются в конститутивном гетерохроматине. Вероятно, вся хромосомная ДНК эукариотической клетки упакована в нуклеосомы. Доказательства нуклеосомной структуры опираются на три типа данных: электронно-микроскопическое исследование хроматина обнаруживает цепочки частиц, анализ дифракции рентгеновских лучей показывает наличие в хроматине повторяющихся единиц, и наконец, ферментативный гидролиз хроматина микрококковыми нуклеазами позволяет изолировать отдельные нуклеосомы. Возникновение понятия нуклеосомы стимулировало проведение новых экспериментов в различных направлениях, результаты которых в конце концов подтвердили существование нуклеосом и помогли установить свойства этих структур. Дата добавления: 2015-12-16 | Просмотры: 629 | Нарушение авторских прав |
