Хромосомы оказались наполовину «негенетическими»

      Комментарии к записи Хромосомы оказались наполовину «негенетическими» отключены

Хромосомы оказались наполовину «негенетическими»

Интернациональная группа исследователей создала новую технику микроскопии и поняла, что «негенетическая» часть митотических хромосом может составлять до половины их количества. Результаты изучения размещены в издании Molecular Cell.

Хромосомы — это комплексы белков и нуклеиновых кислот, каковые находятся в ядрах клеток эукариот. Потому, что в этом случае клетки делятся посредством митоза, их хромосомы именуют митотическими. Любопытно, что первые описания этих структур датируются еще XIX веком, но, не обращая внимания на развитие техник микроскопии, правильное устройство митотических хромосом до сих пор неизвестно.

Их изучение осложняется тем, что замечать хромосомы возможно лишь на протяжении митоза, в то время, когда они достаточно хорошо упакованы и сохраняют форму.

Большая часть моделей, растолковывающих устройство хромосом, исходит из того, что хроматин — фактически белки, ДНК и РНК — занимает практически целый их количество. Вместе с тем недавние изучения продемонстрировали, что деление клетки кроме этого зависит от присутствия на хромосомах антигена Ki-67. На протяжении митоза данный белок покидает ядрышко хромосомы (интерфаза) и к окончательному делению клетки (телофаза) перемещается на периферию хромосомы.

Наряду с этим слой Ki-67, покрывающий хромосому, может составлять до 160 нанометров.

Дабы проверить эти наблюдения, ученые из других учреждений и Эдинбургского университета создали технику микроскопии 3D-CLEM. В ее основе лежит сочетание световой и сканирующей электронной микроскопии (SBF SEM) с компьютерным моделированием. На начальной стадии световой микроскоп фиксирует компоненты хромосом посредством флуоресцентных меток, по окончании чего изображение сопоставляется с контрастным электроноплотным «пятном» от сканирующего микроскопа.

После этого на базе взятых данных строится 3D-модель.

Последовательность исполнения 3D-CLEM. / © Daniel G. Booth et al., Molecular Cell, 2016

Способ тестировался на клетке с одной копией альфоидной ДНК в неестественной хромосоме человека (HAC), и линии клеток пигментного эпителия (RPE1) с 46 людскими хромосомами. Наблюдения проводились в разных фазах митоза, в частности на ранней профазе (первое происхождение хромосом) и метафазе. По окончании рендеринга совокупность разрешила подробно разглядеть все главные участки хромосом: кинетохор (протеиновая структура в центромере), белок структурной помощи (SMC2) и периферический Ki-67, и оценить их размер.

Сравнение хромосом RPE1 продемонстрировало, что в метафазе их объем составил 176 кубических микрометров против 110 кубических микрометров в профазе. Это противоречило недавнему изучению, совершённому лишь посредством световой микроскопии: 450–800 против 240 кубических микрометров соответственно. Наряду с этим новые эти светового микроскопа кроме этого были завышены, но в пользу профазы: 635 против 256 кубических микрометров.

Показатели неестественной хромосомы были изъяты из рассмотрения из-за маленького размера.

Соотношение протеиновой массы на периферии хромосом. Не обращая внимания на толщину слоя, содержание в хромосомах Ki-67 образовывает только 1,6 процента. / © Daniel G. Booth et al., Molecular Cell, 2016

Раздельно ученые проанализировали количество Ki-67 и его роль в ходе митоза. Для этого они моделировали обстановку, в то время, когда часть хромосом RPE1 не имела этого антигена. В следствии замечаемыми остались лишь 20 хромосом, в то время как остальные «слиплись» — это согласуется со структурирующей ролью Ki-67. Толщина сохранного слоя белка на хромосомах составила около 70 нанометров в профазе, либо 30–47 процентов от количества хромосом в зависимости от фазы.

Так, на хроматин приходилось только 53–70 процентов количества хромосом.

По словам авторов, результаты стали неожиданными кроме того для них самих. Способ 3D-CLEM они назвали новаторским, потому, что он в первый раз разрешил подтвердить предположения о необоснованности теории, царившей последний сто лет.

«Нам предстоит пересмотреть собственные представления об особенностях и устройстве хромосом их сегрегации на протяжении деления клеток. Так как выяснилось, на этом этапе генетический материал покрывается толстым слоем совсем другого материала», — сказал соавтор работы Билл Ирншоу (Bill Earnshaw).

Хромосомы, хроматиды, хроматин и т.п.


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: