Транскрипционная активность прицентромерной сателлитной ДНК в клетках человека и мыши

• Автор: Вайсертрейгер, Ирина Саша-Рувиновна
• Шифр специальности: 03.03.04, 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 98 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Цель и задачи работы

1.2. Положения, выносимые на защиту

1.3. Научная новизна работы

1.4. Теоретическая и практическая значимость работы.

1.5. Апробация диссертации

1.6. Публикации по теме диссертации.

1.7. Структура и объем диссертации

2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РОЛИ САТДНК В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ

2.1. Организация генома эукариот. Конститутивный гегерохроматин

2.2. Структурные особенности организации цептромерного и

прицентромерного конститутивного гетерохроматина.
2.3. СатДНК
2.3.1. СатДНК человека
2.3.1.1. Альфоидная ДНК.
2.3.1.2. Классические сатДНК человека.
2.3.2. СатДНК домовой мыши .
2.3.3. Несателпитиые ДНК. лежащие в центромерной и прицентромерноп области
2.4. Транскрипция сатДНК.
2.4.1. Механизм транскрипции сатДНК.
2.5. Возможные механизмы формирования конститутивного
гетерохроматина.
3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Молекулярнобиологические методы
3.1.1. ДНКзонды.
3.1.2. Получение тотальной РНК с использованием гуанидина
изотиоцианага.
3.1.3. Реакция обратной транскрипции.
3.1.4. Определение уровня метилирования сатДНК.
3.2.4. Микроскопированис.
3.4. Морфометрический анализ и статистическая обработка данных.
3.5. Секвенирование
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Транскрипционная активность сателлитной ДНК в клетках мыши.
4.2. Локализация сателлитной ДНК в клетках мыши
4.3. Транскрипционная активность сателлитной ДНК в клетках человека.
4.4. Локализация, уровень компактизации и степень метилирования центромерной и прицентромерной ДНК в клетках человека.
5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
5.1. Различия в транскрипции центромерной и прицентромерной ДНК
5.2. Транскрипционная активность прицентромерной ДНК в клетках человека и мыши.
5.3. Локализация, уровень компактизации и степень метилирования сатДНК в клетках человека и мыши
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
7. ВЫВОДЫ.
8. БЛАГОДАРНОСТИ
9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ


История изучения сатДНК насчитывает более лет, однако ее роль в функционировании генома до сих пор не ясна. Возможно то. ДНК есть почти у всех эукариот, предполагает существование какойлибо общей функции, но точных доказательств этому нет. Существуют работы, которые приписывают сатДНК ряд функций. Например, считается, что она принимает обязательное участие в образовании и поддержании структурнофункциональной организации центромер и кинетохоров . Обнаружена рибозимная активность сатДНК . Предложена общая модель функционирования сатДНК, согласно которой, определенные белки в интерфазе связываются с эухроматическими участками, а в метафазе с сатДНК. Согласно этой модели сателлитные кластеры ДНК, связываясь с белками, обеспечивают стабилизацию митотического процесса i i, . СатДНК в основном локализуется в области конститутивного центромерного и прицен1тромерного гстсрохроматина. Центромерный хроматин располагается в области первичной перетяжки хромосомы, а прицентромермый его фланкирует по краям . Центромерный и прицентромерный конститутивный гстерохроматин собираются на основе разных последовательностей сатДНК. У человека центромерный гетерохроматин всех хромосом формируется на основе альфоидной ДНК, прицентромерный на основе простых классических сателлитов таких как сателлиты I, 2, 3 i 3 3 . В настоящее время выделено и охараетеризовано несколько хромосомспецифичных субсемейств 3 i, . У мыши непосредственно в центромере располагается минорный сателлит МиСат, отделенный от эухроматина длинного плеча хромосомы большим доменом мажорного сателлита МаСат i. В отличие от хромосомспецифичных классических сателлитов человека МаСат и МиСат весьма однородны но нуклеотидной последовательности в МаСат нуклеотидные последовательности мономеров различаются не более чем на 5 Vi , , а в МиСат примерно 5,6 ii . Считается, что сателлиты эгих районов играют разные роли в функции центромеров. Участки центромерного сателлита являются основой для сборки кипетохоров, а прицентромерные могут помогать в обеспечении когезии сестринских хроматнд. Различия в организации центромерного и прицентромерного районов вносят существенный вклад в структуру и функцию центромеров i . Конститутивный гетерохроматин традиционно считается компактизованным и транскрипционно инертным в течение всего клеточного цикла. Следовательно. ДНК цен громерного и прицентромерного районов должна быть гранскрипционно инертна в течение клеточного цикла. По, в последнее время появились работы, где был показан феномен ес транскрипционной активности например, . У делящихся дрожжей малые некодирующие РНК, необходимы для поддержания функции центромеров и подавления экспрессии определенных генов i . Прицентромерные сателлиты человека транскрибируются в малигнизированных клеточных линиях и при опухолях различного происхождения xii . Существует гипотеза, чго транскрипты сатДНК вовлечены в гегерохроматинизацию посредством РНКинтерференции. У . РотЬс длинные двуцепочечные гранскрипты, полученные путем транскрипции центромерных и прицентромерных сателлитов в обоих направлениях, расщепляются рибонуклеазой i в короткие молекулы РНК длиной п. РНКиндуцируемого комплекса и определяют локализацию этого комплекса в гетерохроматинс. В результате появляются и амплифицируются малые интерферирующие РНК, задействованные в поддержании структуры гетерохроматиновых районов . Считается, что РНК интерференция ведет к гетерохроматииизации привлечением через малые интерферирующие РНК мстилтрансфераз, чтобы получить следующие эпигенетические модификации гистон 3 триметилированный по лизину 9 и , и Н4 метилированный по лизину . Таким образом, по аналогии с дрожжевой моделью, длинные транскрипты сатДНК у млекопитающих могут быть предшественниками малых двуцепочечных РНК, задействованных в формировании или поддержании того или иного состояния гегерохроматипа. Целыо работы являлось исследование транскрипционной активности прицентромерной и центромерной сатДНК в клетках человека и мыши. ДНК. В стареющих фибропластах 5 и в малигнизированной клеточной линии А1 частично демотивирован и деконденсирован.