Исследование компонентов соматических ядер инфузорий: ультраструктура и пространственная организация

• Автор: Леонова, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 03.00.03, 03.00.25
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

I. Структурные механизмы регуляции экспрессии генома .

. Петельный уровень организации хроматина имимминин

П. 1. Радиальнопетельная модель организации митотических хромосом

П. 2. Хромомернохромонемная модель. .

Ш. Соматические ядра инфузорий как модель для изучения структуры

хроматина и внутриядерных органелл в

Ш. 1. Особенности структурной организации макронуклеуса Вигзага

IгипсМеНа .
Ш. 2. Особенности структурной организации макронуклеуса РгеИпшт
шш.ииин.
Ш. 3. Особенности структурной организации макронуклеуса Рагатеаа
саисЬшт
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ .
I. АНАЛИЗ ПОДХОДОВ И ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА КАЧЕСТВО
И ТОЧНОСТЬ ТРХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙ.
1.1. Основные подходы для трехмерного моделирования в электронной
микроскопии. .
Ь 2. Выравнивание двумерных растровых изображений
относительно друг друга
1.3. Трассировка векторизация изображений.
Е 4. Построение трехмерных моделей. ..,.
I. 5. Трехмерная реконструкция ядрышка Р. саиШипи
П. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МАКРОНУКЛЕУСОВ ИНФУЗОРИЙ
П. 1. Структурная организация макронуклеуса
инфузории В.гипаИеа.
II. 1.1. Световая микроскопия макронуклеуса В. нипсМеИа
в цистах, интерфазных сытых и голодающих клетках.
П. 1. 2. Ультраструктурная организация макронуклеуса В.
в сытых и голодных интерфазных клетках.
П. 1.3. Ультраструктурная организация макронуклсуса В.
в цистах .
П. 1.4. Реконструкция трехмерной структуры хроматина В.
в макронуклеусе цист.
П. 2. Реконструкция трхмерной структуры хроматина
в макронуклеусе iii .
П, 3. Структурная организация макронуклеуса инфузории
огатесштсаийшт...
I 3.1. Структура хроматина в макронуклеусах инфузории
. . ..
И. 3.2. Ультраструктура ядрышек . . в9
II. 3.3. Трхмерная реконструкция пространства макронуклеуса . .
Ш. ДИНАМИКА И ОБРАТИМОСТЬ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕХОДОВ МЕЖДУ
ВЫСШИМИ УРОВНЯМИ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМАТИНА В МАКРОНУКЛЕУСАХ
i И i
Ш. 1. Воздействие гипотонических условий на ультраструктуру
компонентов макронуклеуса i .
Ш. 2. Воздействие гипотонических условий на ультраструктуру
компонентов макронуклеуса i .
1I 3. Формирование хромонемоподобных фибрилл в макронуклеусах
инфузорий под действием ионов магния .
Ш. 4. Трхмерная реконструкция хромонемоподобных фибрилл,
образующихся i vi
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В настоящее время большинство исследователей считает, что ацегилирование является характерной чертой активно транскрибируемых генов , i, , , . В лаборатории Олфри была выделена фракция хроматина с частично разврнутыми нуклеосомами, обогащнная транскрибируемыми последовательностями и содержащая большую часть гистонов Н2В, ИЗ и Н4 в гиперацетилированной форме а1, . Для i показано, что гистоны в транскрипционноактивных соматических ядрах макронуклеусах гиперацетилированы, а в обычно неактивном мюсронукпеусе аналогичные ацетилированные формы практически отсутствуют. Метилирование гистонов изучено хуже, чем ацетилирование. Метилированию могут подвергаться как остатки лизина, так и аргинина. Считается, что в то время как ацетилирование гистонов процесс обратимый, метилирование носит постоянный характер. Наиболее разработанная модель, объясняющая роль гистонов в регуляции модель гистонового кода. Под этим подразумевается разнообразный набор модификаций гистонов, определяющий функциональное состояние гена. Следующий уровень компактизации ДНК фибриллы хроматина толщиной нм. Они были описаны на ЭМ уровне в работах на разнообразных объектах обзоры . Бавыкин, v . . Хотя нет единого мнения о том, как организованы нуклеосомы в таких фибриллах, очевидно, что важную роль в поддержании их структуры играет гистон Н1, который связывается с линкерной ДНК в присутствии бивалентных катионов. В нм фибриллах степень компактизации ДНК увеличивается еще в 6 раз. Структурные переходы между описанными выше первыми двумя уровнями компактизации хроматина играют важную роль в активации отдельных генов. В пространстве ядра гены расположены упорядоченно. В работах последних лет с помощью различных методов и в первую очередь флуоресцентной i i гибридизации I было показано, что ДНК разных хромосом занимает в ядре строго определенную хромосомную территорию Т. М. , . Более того, даже в пределах одной хромосомной территории каждый хромосомный домен занимает свое, отдельное место , i , V , . В ряде работ показано, чгго существует корреляция между расположением гена внутри хромосомной территории и его активностью , i, v . Активные локусы находятся на поверхности или вблизи компактных субхромосомных доменов, при этом активный деконденсированный хроматин выпетливается в интерхроматиновое пространство, где находится новосинтезированная РНК и факторы транскрипции V , Vi, . Эти и некоторые другие данные позволили предложить модель функциональной компартментализации клеточного ядра. Сгетег е Открытый хроматиновый компартмент с хроматиновыми доменами, содержащими активные гены. Закрытый хроматиновый компартмент, включающий неактивные гены. Интерхроматиновый домен, который содержит макромолекулярные комплексы для транскрипции, сплайсинга, репликации и репарации ДНК. Хроматиновые домены, которые составляют открытый хроматиновый компартмент, организованы таким образом, чтобы был возможен контакт активных генов с транскрипционными комплексами и контакт новосинтезированной РНК с факторами транскрипции. Напротив, хроматиновые домены, принадлежащие закрытому компартменту, топологически построены компакгизованы так, что бы предотвращать доступ к генам транскрипционных комплексов. Таким образом, структурная организация ядра по принципу хромосомных территорий дает принципиальную возможность влиять на активность больших групп генов, обеспечивая регуляцию фенотипической экспрессии МапиеНсй . Реализация этих структурных механизмов тесно связана с организацией высших уровней хроматина и их пространственным расположением в ядре. К высшим уровням организации хроматина мы относим крупные упорядоченные структуры, которые образуются при компактизации нукпеосомных фибрилл и фибрилл толщиной нм. Все современные модели организации хромосом и хроматина, несмотря на их значительные различия, предполагают, что такие структуры организованы по петельному принципу.