Молекулярные перестройки хроматина и их роль в регуляции дифференциальной экспрессии генов в ходе развития

• Автор: Краевский, Владислав Александрович
• Шифр специальности: 03.00.30, 03.00.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 245 с. : ил.

Левозакрученная спираль ДНК ДНК, способная возникать в участках чередующихся пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов ,9, 9,0. Были предприняты попытки обнаружить ДНК в регуляторной области минихромосом V , вируса бычьей папилломы 8 и политенных хромосом дрозофилы при использовании антител к ДНК. Однако в силу ряда причин такой экспериментальный подход может быть признан не вполне корректным 9,3,4. Такие последовательности имеют необычную структуру не только в сверхспиральной, но и в линейной ДНК что справедливо и для последовательностей чередующихся пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов 8,9. Полипуриновые полипиримидиновые блоки часто встречаются в регуляторных областях эукариотического генома 2,0,1. К конформационным переходам в ДНК иногда относят участки локального плавления ДНК 2,0,1. Не следует путать этот конформационный переход с расплетением спирали ДНК геликазами, часто наблюдающемся в хроматине i viv, например при инициации репликации. Неканонические структуры ДНК могут играть важную роль в работе механизмов регуляции. Вопервых, такие структуры существенно отличаются от стандартной Вформы ДНК и могут служить участками связывания регуляторных белков. Вовторых, конформационные переходы могут обеспечивать локальную диссоциацию нуклеосом. Регуляторные элементы генов часто содержат стабильноизогнутые или искривленные последовательности ДНК, существенно отличающиеся от равномерной спирали ВДНК . Сборка нуклеосом на таких структурах энергетически маловыгодна 2,3. В системе чистых компонент такие энергетические различия могут быть недостаточны, чтобы задавать специфическое распределение нуклеосом, однако активация слайдинга нуклеосом за счет факторов перестройки хроматина, может приводить к перераспределению нуклеосом в участках изогнутых или искривленых последовательностей ДНК. Наконец, конформационные переходы способны значительно изменять энергию сверхспирализацин топологического домена см. Хотя предположение о регуляторной роли нестандартных структур ДНК весьма привлекательно, следует с осторожностью относиться к гипотезам о механизмах участия конформационных переходов ДНК в регуляции работы эукариотического генома . Все регуляторные белки про и эукариотического происхождения, не меняют скольконибудь значительно структуру спирали ДНК при связывании с ней ,2. ДНК. Этого бы не наблюдалось, если бы узнаваемые белками структуры значительно различались. Мало достоверных данных о связывания регуляторных белков с нестандартными структурами ДНК i viv в эукариотических системах. Опубликованные же данные получены при использовании прокариотических плазмид, содержащих фрагменты ДНК, потенциально способные принимать нестандартную структуру. Предположение 7,8, что в энхансерных последовательностях ДНК регуляторные белки узнают области ДНК, представляется мало вероятным. Точечная замена нуклеотидов в энхансерах показала 9, что область с чередующимися пуринами и пиримидинами область потенциальной ДНК несущественна для выполнения энхансером своих функций. Топологическая изоляция регуляторного участка ДНК от остальной части гена не нарушала транскрипционной активности 9, т. Положительная корреляция между активацией гена и появлением участков связывания антител к ДНК , повидимому, просто отражает наличие участков ДНК, потенциально способных принимать конформацию 9,. Дтя неканонических структур ДНК необходима энергия сверхспирализации, однако основная масса эукариотической ДНК i viv релаксирована 3. Существование напряжений в минорных фракциях хроматина кроме наведенных полимеразами , изучено еще недостаточно. Хотя роль нестандартных структур ДНК в регуляции генома эукариот и представляет интерес, количество данных в этой области ограничено. ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕСТРОЕК РАЗНЫХ УРОВНЕЙ УПАКОВКИ ДНК, КАК ОСНОВА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМАТИНА. В ядрах эукариотических клеток можно выделить несколько иерархических уровней компактизации ДНК, необходимых для уменьшения ее линейных размеров. Основной единицей структуры хроматина является нуклеосомная корчастица, состоящая из 5 п.