Хроматин: петельно-доменний рівень компактизації.

Дана модель була запропонована на основі біохімічних і електронно-мікроскопічних досліджень в кінці 1970-х – початку 1980-х років (Benyajati CW and Worcel A., 1976; Cook PR and Brazell IA, 1978). Петлі ДНК вперше були виявлені в експериментах по седиментації препаратів ядер (приготованих з використанням високосолевой екстракції) (Berezney R. and Coffey DS, 1974). Була запропонована гіпотеза, відповідно до якої домен відповідає індивідуальній хроматиновой петлі (Cook PR, 1989). Ця гіпотеза пояснювала і переважну чутливість функціональних доменів до дії ДНК-ази I, так як було показано, що конденсація хроматину за допомогою утворення петель не залежить від двох нижчих рівнів організації ДНК. У транскрібіруемих регіонах петлі можуть містити нуклеосоми з порушеною структурою, а в неактивних частинах утворювати 30-нм, або іншого розміру фибриллу (Tanaka K., Iino, 1973), нечутливі до дії ДНК-ази I.
У інтерфазних ядрах еукаріотів нитки хроматину, в яких ДНК упакована у формі соленоїда, що містить нуклеомери, організовані у вигляді топологічно незалежних петель, довжина яких в середньому складає 50-100 т.п.о. Такий спосіб просторової укладки ниток хроматину розглядається як наступний рівень конденсації хроматину (і ДНК) в еукаріот, а самі петлі отримали назву хромомери. За допомогою електронного мікроскопа виявлено, що нитки хроматину в хромомери мають додаткову специфічну укладку у вигляді розеток, зібраних біля основи, від якого відходять малі петлі довжиною ~ 5 т.п.о. Освіта хромомери стає можливим завдяки наявності у їх підстав визначених послідовностей нуклеотидів, які специфічно взаємодіють з ядерним матриксом, званим інакше ядерним скеффолдом (скелетом) – сетчатообразной структурою всередині інтерфазних ядер, утвореної білками і РНК. Ці ділянки хромосомної ДНК, що взаємодіють з ядерним матриксом, в літературі відомі під скороченими назвами MAR (Matrix Associated Region) або SAR (Scaffold Associated Region) і часто позначаються як MAR / SAR-послідовності.
Структура в метафазних хромосомі, гомологичная матриксу в інтерфазних ядрі, називається хромосомним скелетом (scaffold). Обидві структури беруть участь в упаковці хромосомної ДНК в петлі (loops). У інтерфазних ядрі петлі хроматину включають в себе близько 100 KB, середній розмір індивідуальної петлі складає 0.25 мкм. Петлі заякоріваются підставами у внутрішньоядерних нехроматінових білкових структурах. У процесі мітозу інтерфазних хромосоми зазнають подальшу упаковку, їх лінійні розміри зменшуються в 100 разів і утворюються метафазні хромосоми. Вісімнадцять петель интерфазного хроматину утворюють “розетку” або спіраль з витком (він називається мінікольцом) діаметром приблизно 0,84 мкм. Мінікольца розташовуються один під іншим уздовж центральної осі і формують конденсовані метафазні хромосоми (Robinson SI ea, 1982) .
Якщо індивідуальна петля містить функціональний геномний домен, то краї домену повинні в такому випадку розташовуватися між певними функціональними частинами геному і мати послідовності, специфічно взаємодіють з ядерним матриксом.

Comments are closed.