Динамика структурной организации хромосом трофоцитов яичников двукрылых насекомых надсемейства Oestoidea

• Автор: Ведерников, Андрей Евгеньевич
• Шифр специальности: 03.03.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 104 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Модели интерфазного ядра

1.2 Современные представления о структуре интерфазного ядра

1.2.1 Роль ядерной оболочки в морфофункциональной организации хромосом

1.2.2 Кинетика хромосом

1.2.3 Внутриядерная компартментализация

1.3 Организация интерфазных ядер в клетках генеративной и соматической систем Diptera

1.3.1 Особенности оогенеза Diptera

1.3.1.1 Эндоредупликация в трофоцитах яичников у Diptera

1.3.2 Пространственная организация политенных хромосом малярийных комаров рода Anopheles в ядрах соматических тканей и генеративной системы клеток
1.3.3 Структурам взаиморасположение политенных хромосом у представителей рода Drosophila
1.3.4 Идентификация, структура и взаиморасположение политенных хромосом Calliphora erythrocephala
1.4 Системная реорганизация генома при видообразовании
Глава 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГлаваЗ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Сравнительный анализ структурной реорганизации хромосом в трофоцитах яичников у представителей надсемейства Oestroidae
3.1.1 Политенизация в ядрах трофоцитов Calliphora erythrocephala
3.1.2 Политенизация в ядрах трофоцитов Protophormia terranovae
3.1.3 Политенизация в ядрах трофоцитов Sarcophaga sp
3.1.4 Политенизация в ядрах трофоцитов Parasarcophaga sp
3.1.5 Политенизация в ядрах трофоцитов Lucilia sp

3.2 Структура политенных хромосом трофоцитов Calliphora erythrocephala при межпопуляционных скрещиваниях
3.3 Структура хромосомных территорий в ядрах трофоцитов Calliphora erythrocephala на различных стадиях политенизации
3.3.1 Анализ структуры хромосомной территории хромосомы
3.3.2 Анализ структуры хромосомной территории хромосомы
3.3.3 FISH ДНК-библиотеки теломерного участка хромосомы
3.4 Межвидовая in situ гибридизация у представителей семейства Calliphoridae
3.4.1 FISH ДНК-библиотеки половой хромосомы Calliphora erythrocephala с хромосомами трофоцитов Protophormia terranovae
3.4.2 FISH ДНК-библиотеки половой хромосомы Calliphora erythrocephala с хромосомами трофоцитов Lucilia sp
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Современные исследования в области клеточной биологии всё чаще ориентируются на изучение структуры и пространственной организации интерфазного ядра, как основы функционального состояния клетки (Singer and Green, 1997; Dernburg and Sedat, 1998; Thomas et al., 2002). Благодаря развитию новейших и высокоэффективных методов клеточной и молекулярной биологии, а также приёмов 3D, 4D микроскопирования появилась реальная возможность выяснить более тонкие закономерности структурной упорядоченности интерфазного ядра (Стегний, 1979; Lowenstein, Goddard and Sedat, 2004; Ferrai and Pombo, 2009). Первым шагом на этом пути должно стать изучение архитектуры ядра при функционально различных его состояниях и выяснение принципов реорганизации хроматина при переходе ядра из одного функционального состояния в другое. Последние исследования показывают, что именно изменения в пространственной укладке хроматина определяют клеточную дифференцировку (Yoshioka, 2009).
В ряде работ на цитологическом уровне было описано протекание политенизации в ядрах трофоцитов яичников Calliphora erythrocephala (Mg) (Bier, 1958; Ribbert, 1979; Стегний и др., 1999). Интерес к данному объекту обусловлен тем, что в процессе развития в ядрах трофоцитов яичников происходят преобразования хроматина, связанные с эндомитозом. При этом выявляются политенные хромосомы, а также ряд промежуточных стадий политенизации. На конечном этапе развития трофоцитов по прошествии нескольких эндоциклов в их ядрах формируется ретикулярная структура хроматина. Таким образом, данная клеточная система предоставляет уникальную возможность для изучения морфофункциональных особенностей укладки хромосом и использования её в качестве модели преобразования структуры интерфазного ядра.

представлена в виде 32-х эндохромосом, каждая из которых состоит из двух спаренных хроматид.
Для выяснения природы этих хромосомных пар (являются они сестринскими или гомологичными) были получены давленые препараты яичников самок гетерозиготных по инсерции P-элемента и проведён FISH для детекции данной встройки на эндохромосомах (Gö-ядра). В результате были выявлены сайты гибридизации на 16-ти эндохромосомах из 32-х, и, таким образом, подтверждено сестринское происхождение хроматид в эндохромосомах.
В результате оценки количества ДНК на этой и предыдущих стадиях политенизации была выявлена явная недорепликация определённых районов хромосом в ходе 5-го эндоцикла: на 85-фазе реплицируется лишь 90% всей ДНК. Это вызвано, прежде всего, сокращением продолжительности поздней S-фазы 5-го эндоцикла. В ходе дальнейшей политенизации наблюдается всё большее сокращение длительности поздней репликации (Таблица 1).
Таким образом, можно предположить, что именно недопредставленные участки ДНК обусловливают спаривание сестринских хроматид. Объединение в пары, а не в большее количество, вызвано, прежде всего, 100 %-ной репликацией ДНК в ходе первых 4-х эндоциклов. Для доказательства недорепликации, как основной причины спаривания сестринских хроматид, были использованы мутантные мухи, у которых отмечалось продление S-фазы и, таким образом, частично восстанавливалась поздняя репликация. Одной из таких мутаций является аллель сусЕ1672. В ходе анализа ядер трофоцитов Drosophila, содержащих данную мутацию, в соответствии с ожидаемыми результатами было отмечено увеличение числа эндохромосом. При этом количество эндохромосом всегда варьировало в пределах 32 - 64. Это вызвано вариацией степени завершённости репликации.