Позиционирование нуклеосом на гене неомицинфосфотрансферазы в репрессированном состоянии и при индукции экспрессии в составе дрожжевых плазмид

• Автор: Захарова, Мария Глебовна
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. Состав хроматина
1.1. Гистоны
1.2. Негистоновые белки
1.3. Структурно-функциональная организация хроматина
1.3.1. Основная единица структуры хроматина - нуклеосома
1.3.2. Структура нуклеосомы
1.3.3. Уровни компактизации ДНК в хроматин
2. Динамичность нуклеосом и механизм
реализации динамичности
2.1. Метилирование ДНК
2.2.Ковалентные модификации гистонов
2.2.1. Ацетилирование гистонов
2.2.2. Деацетилирование гистонов
2.2.3. Фосфорилирование гистонов
2.2.4. Метилирование гистонов
2.3. Субтипы гистонов. Замена субтипов гистонов '
2.4.Концепция гистонового кода
3. Ремоделирование нуклеосом
3.1. Ранние наблюдения о подвижности нуклеосом
3.2 АТФ-зависимые комплексы, ремоделирующие хроматин
3.2.1. Структура комплексов, ремоделирующих хроматин
3.2.2. Механизм действия комплексов,
ремоделирующих хроматин
4. Позиционирование нуклеосом
4.1. Общие принципы позиционирования нуклеосом

4.2. Позиционирование нуклеосом на промоторах
II. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
III. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
IV. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1. Конструирование плазмид
2. Структура изучаемых последовательностей и смена соседствующего окружения
3.1. Позиционирование нуклеосом на конструкции 1А в репрессированном состоянии гена неомицинфосфотрансферазы (ЫРТП)
при росте клеток на глюкозе
3.2; Позиционирование нуклеосом на конструкции УерММБ
при росте клеток на глюкозе
3.3. Позиционирование нуклеосом на конструкции
рЦсРпео Д(1Д - 2) при росте клеток на глюкозе
3.4. Позиционирование нуклеосом на конструкции
ДММБобрЛД при росте клеток на глюкозе
4.1. Позиционирование нуклеосом на конструкции рИс Бпео1Д в активированном состоянии гена неомицинфосфотрансферазы (ЫРТП) при росте клеток на галактозе
4.2. Позиционирование нуклеосом на конструкции УерММБ
при росте клеток на галактозе
4.3. Позиционирование нуклеосом на конструкции ДММБобрЛ Д
на промоторе ОАЬСУС при росте клеток на галактозе
5. Экспрессия гена неомицинфосфотрансферазы в неиндуцибельных
и индуцибельных условиях
Заключение
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Еще десятилетие назад нуклеосомная структура хроматина представлялась одним из уровней упаковки гигантских молекул ДНК в ядре. За последние годы стало ясно, что нуклеосомы и, в целом, хроматин являются носителем механизма регуляции включения и выключения генетических программ.
Эпигенетика, описывающая механизмы последовательной реализации разнообразных клеточных программ в онтогенезе, становится самостоятельной областью знаний.
Два основополагающих постулата эпигенетики: метилирование ДНК и энзиматические модификации гистонов во многом объяснили молекулярные механизмы переключения экспрессии генов и клеточной дифференцировки.
Одной из самых продвинутых концепций в этой области является идея гистонового кода. Многообразные и точечные модификации хвостов молекул гистонов не только способны изменить характер структуры хроматина, но и служат молекулярными маркерами, определяющими способность взаимодействия регуляторных белков клетки с компонентами хроматина, в частности с ДНК. И если, пока не ясно, что определяет первоначальную направленность точечной модификации гистонов, логика последствий этих модификаций во многом уже ясна.
Вкратце, стало ясно, как из одной клетки могут после репликации возникать две клетки с различной дифференцировкой, й как эти различия сохраняются в онтогенезе.
С другой стороны, эпигенетика на уровне энзиматических модификаций ДНК и гистонов объясняет, почему при практически идентичной нуклеотидной последовательности, структурных генов у далеко

кислую фосфатазу. Деятельность этих HAT приводит к обширному ацетилированию области 4.25 kb вокруг РН05 гена [Vogelauer et al., 2000].
В целом, глобальное ацетилирование является активирующим процессом, облегчающим формирование преинициаторного комплекса, увеличивающим сродство одного или более факторов транскрипции к последовательности ДНК промоторов или создающим более доступный хроматин [Imoberdorf et al., 2006].
2.2.2. Деацетилирование гистонов
Ацетилирование гистонов и, следовательно, все воздействия на структуру, могут быть обратимы с помощью деацетилаз гистонов (HDACs), и многие репрессивные процессы в генной активности связаны именно с деацетилированием гистонов [Khochbin et al., 2001]. Т.о. взаимодействие между HDACs и HATs приводит к динамичности структуры хроматина. Обратимость взаимодействий с помощью HATs и HDACs играет фундаментальную регуляторную роль в процессах развития, неправильная регуляция данных ферментов приводит к раку (лейкемии, раку легких) [Timmermann et al., 2001].
Дрожжевые клетки содержат группу родственных HDAC, которая включает Rpd3, Hdal, Hosl, Hos2, Hos3 [Robyr et al., 2002]. Деацетилазы гистонов содержат высоко консервативный домен (примерно 390 аминокислот) и могут быть сгруппированы, основываясь на гомологии по отношению к дрожжевым деацетилазам гистонов в 2 класса: I и II. По-своему механизму действия деацетилазы гистонов схожи, и для осуществления деацегилазного катализа требуется цинк [Grozinger and Schreiber, 2002]. К классу деацетилаз гистонов I относят HD АС 1, 2, 3, подобные Rpd3-деацетилазе дрожжей, Эти ферменты локализованы в ядре и экспрессируются во многих линиях клеток и тканях. Деацетилазы класса II гомологичны дрожжевой Hdal. По гомологии последовательности и