Электронная микроскопия хромосом oli

Согласно современным представлениям, репликация ДНК протекает по механизму, приведенному в уравнении (15-3). По мере того как ДНК раскручивается в репликационной вилке, вдоль родительских цепей происходит синтез новых кусков ДНК. Возникает важный вопрос происходит ли репликация только в одном направлении или же в начальной точке, с которой начинается транскрипция, образуются две вилки, которые далее перемещаются в противоположных направлениях вокруг хромосомы Ответить на этот вопрос удалось в результате сочетания генетических методов и электронной микроскопии. [c.272]

Рис. 9-36. Микрофотография участка типичной высококонденсированной митотической хромосомы, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Предполагается, что каждый выступ, напоминающий клубенёк, представляет собой конец отдельного петлевого домена. Обратите внимание, как хорошо различимы две идентичные спаренные хрома-тиды, схема которых представлена на рис. 9-35.

Вопрос организации хромосом окончательно не решен, так как они имеют довольно сложную структуру С помощью электронной микроскопии установлено наличие в хромосомах различных спиральных структур. [c.457]

Деление молекулы ДНК (репликация) происходит по полу-консервативному механизму и в норме всегда предшествует делению клетки. С помощью электронного микроскопа установлено, что репликация ДНК начинается в точке прикрепления кольцевой хромосомы к ЦПМ, где локализован ферментативный аппарат, ответственный за репликацию. Часто можно обнаружить, что контакт ДНК с ЦПМ осуществляется посредством мезосом. Репликация, начавшаяся в точке прикрепления, идет затем в двух противоположных направлениях, образуя характерные для кольцевой хромосомы промежуточные структуры (рис. 17). Возникающие дочерние хромосомы остаются прикрепленными к мембране. Репликация молекул ДНК происходит параллельно с синтезом [c.57]

Домены эукариотической хромосомы отличаются от прокариотических доменов. Представление о доменах прокариотической хромосомы сформулировано на основании опытов по релаксации ДНК. Представление об эукариотических доменах опирается на опыты по электронной микроскопии митотических хромосом, с которых удалены гистоны. ДНК эукариот, точнее нуклеосомная фибрилла, находится в релаксированном состоянии. Обработка релаксирующим ферментом не изменяет ее конформации. Следует учитывать, что ДНК навивается на нуклеосомы спиралью. Если те.м или иным способом удалить гистоны с ДНК, то в ней возникают супервитки. Особенно нагляден этот эффект при использовании в качестве модели хроматина кольцевой мини-хромосомы вируса ОВ-40 длиной около 5 т. п. о. Как видно из рис. 127, мини-хромосома на электронных микрофотографиях представляет собой релаксированную структуру. После удаления гистонов ее ДНК суперспирализована. Существует предположение, что тран-скрипционно активные петли эукариотической хромосомы все-таки находятся в торзионно-напряженном состоянии и релакси-руют под действием топоизомераз. [c.246]

Репликация ДНК в хромосомах дрозофилы была исследована также в быстро делящихся ядрах методом электронной микроскопии [191]. [c.273]

При электронно-микроскопическом наблюдении видно, что нуклеоид прокариот, несмотря на отсутствие ядерной мембраны, довольно четко отграничен от цитоплазмы, занимает в ней, как правило, центральную область и заполнен нитями ДНК диаметром около 2 нм. Не исключено, что на выявляемую в электронном микроскопе организацию прокариотной хромосомы большое влияние оказывают условия фиксации препарата. По имеющимся наблюдениям, в живой клетке нуклеоид занимает больше места в цитоплазме. [c.55]

Термин пластом используют для обозначения генетически активной части пластид, которая независимо от генов, содержащихся в хромосомах, наделяет пластиды вполне определенными и притом константными отличительными особенностями. В настоящее время анатомию и механизм деления пластид интенсивно изучают с помощью электронного микроскопа. Однако до сих пор не получено достаточно убедительных данных, которые бы позволили твердо определить, что же представляет собой пластом. [c.362]

У бактерий и вирусов хромосомы, как показано с помощью электронной микроскопии, содержат лишь нити диаметром около 20 А, что соответствует диаметру ДНК, не связанных с белком или связанных с небольшим количеством белка. Подобная организация хромосом у бактерий объясняет тот факт, что их ДНК, по-видимому, находится главным образом в метаболически активном состоянии [c.458]

Толщина хромосом в интерфазе столь мала, что в световой микроскоп они не видны, удается лишь различить гранулы хроматина в узлах их скручивания. Электронный микроскоп позволяет обнаруживать хромосомы и в неделящемся ядре. В это время они очень длинны и состоят из двух нитей хроматид, диаметр каждой из которых равен всего 0,01 мкм. Следовательно, хромосомы в ядре не исчезают, а принимают форму длинных и тонких нитей, которые почти не видны. [c.36]

Рис. 18. Петельная организация метафазных хромосом а — петли ДНК в метафазных хромосомах после удаления из них гистонов. Внутри хромосомы четко виден белковый остов, к которому прикреплены петли ДНК б—цельные метафазные хромосомы в электронном микроскопе. Видно, что они состоят из 300 А-фибрилл, в свою очередь образующих структуры типа [1етель (по результатам, полученньт У. Лэммли и X. Бушем)

Большое значение фактора F для картирования хромосом определяется тем обстоятельством, что изредка он интегрируется с бактериальной хромосомой. С помощью прямой электронной микроскопии было 11оказано, что и хромосома, и фактор F имеют кольцевое строение. Для [c.189]

Другой особый вид хромосом, изучение которого позволило значительно расширить наши представления о ядрах эукариот, обнаруживается в профазе мейотического деления ооцитов. Речь идет о хромосомах типа ламповых щеток , которые были подвергнуты детальному исследованию на амфибиях Хепориз. Хромосома типа ламповой щетки представляет собой гомологичную пару хромосом, каждая из которых в свою очередь состоит из двух тесно связанных друг с другом хроматид. Хромосомы находятся в предельно линейной, несконденсированной. форме, причем около 5% содержащейся в них ДНК образует приблизительно 4000 точно спаренных петель, которые видны под электронным микроскопом. Каждая такая петля образована нитью двухцепочечной ДНК длиной около 50 нм, что соответствует приблизительно 150000 оснований. Тот факт, что ни в одной из петель не удается увидеть ни одного разрыва ДНК, подтверждает точку зрения, согласно которой единая молекула ДНК протянута в хромосоме через все петли от одного ее конца до другого. [c.297]

Согласно другим данным, некоторые из повторяющихся последовательностей распределены по всему геному случайно. Об этом свидетельствует, например, тот факт, что при ренатурации фрагментов ДНК Дрозофилы образуются кольца ДНК, которые можно увидеть с помощью электронного микроскопа [278]. Кольца во время ренатурации могут образовываться в результате фрагментации внутри повторяющихся последовательностей. В хромосомах Хепориз может содержаться около -25% таких повторяющихся последовательностей. Данные, полученные при электронной микроскопии, свидетельствуют о том, что случайная реассоциация фрагментов ДНК приводит к образованию двухцепочечных участков, содержащих повторяющиеся нуклеотидные последовательности, с одноцепочечными хвостами . Последние обычно не спариваются, поскольку содержат уникальные последовательности, пришедшие из разных генов. У Хепори повторяющиеся фрагменты ДНК включают приблизительно 300 нуклеотидов, а неповторяющиеся, или уникальные, фрагменты, расположенные между ними, — приблизительно 800 нуклеотидов [275]. [c.298]

Физическая карта (Physi al map) Расположение генов на хромосоме, установленное с помощью различных методов (электронная микроскопия, секвенирование, рестрикционное картирование). Расстояние на такой карте измеряется в числе пар нуклеотидов. [c.563]

Установлено, что структура хроматина в той области, где происходит транскрипция генов, отличается от структуры нетранскриби-руемых участков. Структура хромосомы в транскрибируемой области меняется, на ней образуются утолщения (так называемые пуффы ) и т. п. Электронная микроскопия показывает, что активный хроматин значительно менее компактен, чем неактианый, и в ряде случаев даже теряет нуклеосомную структуру. При этом изменения в структуре хроматина предшествуют активации транскрип- [c.416]

Задача физической химии нуклеиновых кислот состоит в описании и интерпретации ряда свойств, возникающих благодаря наличию у этих полимеров вторичной структуры. Первичная структура, т. е. природа и расположение ковалентных связей в молекуле, изучалась и будет изучаться специальными методами биохимии и органической химии. Аспекты вторичной структуры касаются размеров, формы и конформации макромолекулы, и их изучение проводится методами рентгенографии, а также менее специализированными методами физической химии. Чисто морфологические детали третичной структуры изучаются главным образом методами современной электронной микроскопии. Они включают вопросы взаимоотношения нуклеиновой кислоты и белка в нуклеопротеидах, организации агрегатов полинуклеотидных тяжей и упаковки субъединиц в вирусах и нуклеопротеидных частицах. При рассмотрении еще более высоких уровней организации, например вопроса о распределении нуклеиновых кислот в хромосомах, сомнительно, уместно ли для таких структур пользоваться термином молекула (или даже макромолекула). [c.519]

Электронно-микроскопическая картина хромосом [490, 517]. Чтобы выявить тонкую структуру хромосом человека, были использованы многочисленные методы электронной микроскопии. Современные модели организации генетического материала эукариот будут обсуждаться в разд. 2.3, здесь же достаточно сказать, что данные электронной микроскопии не противоречат модели, предполагающей, что хроматин состоит из сверхспирализованных нитей, причем имеется несколько порядков спирализации (рис. 2.17). Обнаружено три типа хроматиновых фибрилл фибриллы первого типа имеют диаметр 250 A, фибриллы второго типа-100 A и третьего-только 30-50 A. Имеются довольно убедительные доказательства того, что фибриллы этого последнего типа представляют собой генетически активный хроматин. Двойная спираль чистой ДНК имеет диаметр 20 A, следовательно, фибриллы 30-50 A соответствуют диаметру нити ДНК вместе с белками (гистонами и негистонами). Фибриллы диаметром 100 A отражают, по-видимому, вторичную спирализа-цию фибрилл 30-50 A, а нити 250 A могут отражать третичный уровень спирализации. В метафазной хромосоме эти третичные спирали могут иметь примерно такую укладку, как указано на рис. 2.17. Примерно девять фибрилл 250 A, вероятно, каким-то образом связаны вместе, и два таких пучка образуют различимую [c.53]

Поскольку здесь видны и ядерная оболочка (которая является производным эндоплазматической сети ) и ядрышко, можно заключить, что перед нами картина интерфазного, неделящегося ядра ведь во время деления ядерная оболочка и ядрышко растворяются. Поэтому компактных хромосом здесь ожидать не приходится в интерфазном ядре хромосомы деспирализованы , так что при наблюдении в световой микроскоп их не удается различить как обособленные, дискретные структуры. Но они продолжают существовать в какой-то, пусть невидимой, форме, и во время профазы очередного деления ядра обязательно станут опять видимыми. Раз сохраняются их индивидуальности, то, следовательно, должны сохраняться и границы между ними. Однако надежды на то, что эти границы удастся увидеть, по крайней мере с помощью электронного микроскопа, по-видимому, не осуществились. [c.213]

В неделящемся ядре вообще не видно никаких оформленных хромосом электронный микроскоп также не дает бесспорных картин. Напротив, во время митоза в митотическом ядре четко видны сильно спирализо-ванные хромосомы. [c.298]

Включения и запасные вещества. Прокариоты характеризуются сравнительно простой внутриклеточной организацией и не содержат автономных органелл, хотя многие бактерии имеют включения. Среди них в первую очередь следует отметить различного рода мембранные пузырьки, образованные в результате инвагинаций ЦПМ. Общей структурой, встречающейся как у грамположительных, так и у грамотрицательных организмов, является мезосома (см. рис. 14). Это инвагинация ЦПМ в форме везикул, трубочек или ламелл. Точные функции ее до настоящего времени неясны. Считается, что она может играть роль в делении клетки, образуя септу, а затем и поперечную перегородку, а также служить местом прикрепления микробной хромосомы, участвуя в репликации и последующем расхождении дочерних клеток. Мезосо-мы могут также принимать участие в процессах секреции. Однако некоторые исследователи считают, что мезосома — это артефакт, возникающий при фиксации клеток для электронной микроскопии. [c.33]

Исследование тонкой структуры таких пуффов под электронным микроскопом показало, что их характерный вид обусловлен локальным распрямлением тысячи параллельных плотно закрученных двойных спиралей ДНК, покрытых белком, из которых построена гигантская хромосома. Каждая из этих нитей имеет вид стержня фибриллярных участков матрикса, напоминающего картину ядрышковой транскрипции в ооцитах, показанную на фиг. 249. Таким образом, пуфф является видимым проявлением активной транскрипции определенной группы генов, находящихся в соответствующем участке хромосомы. Следовательно, регистрируя расположение пуффов на гигантской хромосоме IV в слюнных железах хирономуса на разных этапах превращения личинки во взрослое насекомое, можно-изучить динамику дифференцированного выражения генов. Результат такой работы схематически изображен на фиг. 253, которая показывает наличие или отсутствие пуффов в четырех определенных участках хромосомы IV на последовательных стадиях метаморфоза. Как видно, пуффы в точках А к Б появляются и исчезают дважды за период наблюдения, причем фазы их появления противоположны. Пуффы в точках В к Г появляются лишь к концу периода наблюдения. [c.516]

Каждая хромосома состоит из видимой серии полос-дисков (более правильно, но редко описываемых как хромомеры). Существует примерно десятикратное различие в размере дисков. Наибольшая ширина составляет примерно 0,5 мкм, а наименьшая-0,05 мкм. (Наименьшие диски видны только под электронным микроскопом.) В дисках находится большая часть массы ДНК и они интенсивно окрашиваются соответствующими реагентами. Участки между отдельными дисками окрашены светлее их называют междисками. В хромосомном наборе D. melanogaster содержится около 5000 дисков. [c.356]

Состояние мини-хромосомы вируса SV40 можно увидеть под электронным микроскопом. В участке, составляющем до 20% всего образца, заметен пробел в нуклеосомной организации. Это хорошо видно на электронной микрофотографии (рис. 30.19). Пробел длиной около 120 нм (примерно 350 п.н.) с обеих сторон окружен нуклеосомами, занимающими весь остальной геном. Положение пробела можно определить, расщепив кольцевую мини-хромосому с помощью рестриктирующего фермента, для которого известен лишь один сайт-мишень. Видимый пробел соответствует области, чувствительной к нуклеазам. Это прямо показывает, что повышенная чувствительность к нуклеазам коррелирует с отсутствием нуклеосом. [c.391]

Некоторые детали строения ядрышка можно увидеть с помощью электронной микроскопии В отличие от цитоплазматических органелл ядрышко не имеет мембраны, которая окружала бы его содержимое. Похоже, что оно образовано недозрелыми предшественниками рибосом, специфически связанными друг с другом неизвестным образом. На типичной электронной микрофотографии ядрышка можно различить три дискретные зоны (рис. 9-94) 1) слабоокрашенный компонент, содержащий ДНК из области ядрышкового организатора хромосомы, 2) гранулярный компонент, в состав которого входят частицы диаметром 15 нм, представляющие наиболее зрелые предшественники рибосомных частиц, и 3) плотный фибриллярный компонент, состояший из множества тонких (5 нм) рибонуклепротеиновых фибрилл, представляющих собой РНК-транскрипты. [c.166]

Электронная микроскопия хроматина кроме нуклеосом выявила еще две структуры высшего порядка—фибриллы диаметром 10 нм и волокна диаметром 25—30 нм. Дисковидные нуклеосомы (см. выше) имеют диаметр 10 нм и высоту 5 нм. По-видимому, фибриллы толщиной 10 нм состоят из ряда нуклеосом, касающихся друг друга своими краями и ориентированных плоскими поверхностями вдоль оси фибриллы (рис. 38.3). Вероятно, фибриллы тоже скручиваются в спираль, на виток которой приходится 6—7 нуклеосом. В результате образуется хроматиновое волокно диаметром 30 нм (рис. 38.4). Витки такой суперспирали должны быть достаточно плоскими, а плоские поверхности нуклеосом последующих витков—параллельными друг другу. Н1-гистоны, по всей вероятности, стабилизируют структуру волокна, но их расположение так же, как и длина спейсерных участков ДНК, точно не определены. Вероятно, нуклеосомы способны формировать еще ряд компактных суперструктур. Для того чтобы образовалась митотическая хромосома нормального размера, волокно диаметром 30 нм должно подвергнуться дополнительной ком-пактизации с уменьшением результирующей длины еще в 100 раз (см. ниже). [c.66]

Гистоны составляют около половины массы хромосомы, где они участвуют в организации нескольких уровней упаковки двойной спирали ДНК. Вместе с другими белками гистоны образуют с ДНК комплексы, названные хроматином. Впервые Р. Корнберг в 1974 г. выделил повторяющуюся структурную единицу хроматина и вместе с Дж. Томасом установил, что она состоит из белковой сердцевины октамерного кора, содержащего по две молекулы каждого из гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4, и фрагмента двойной спирали ДНК [402, 403]. Р. Симпсон предположил, что двухцепочечная ДНК закручена вокруг гистонового кора и образует два витка суперспирали из 165 пар оснований [404]. Позднее эта цифра была исправлена А. Клагом и соавт. на 146 [405]. Обнаруженная структурная единица хроматина получила название нуклеосомы [406]. Исследования гистонового кора с помощью различных физико-химических методов показали, что октамер представляет собой гетерогенный белковый ансамбль (Н2А-Н2В-НЗ-Н4)2, состоящий из трех структурных субъединиц тетрамера (НЗ-Н4)2 и двух димеров (Н2А-Н2В). Двойная спираль ДНК в хроматине тянется как непрерывная нить от одной нуклеосомы к другой. Расположенные между нуклеосомами линейные линкерные участки ДНК имеют разную длину, которая обычно невелика и в среднем составляет 60 нуклеотидов. Нуклеосомная нить определяет более высокие уровни компактизации хроматина. В конечном счете, он предстает в электронном микроскопе в виде так называемой ЗОнм-хроматиновой фибриллы. [c.110]

Благодаря развитию и успехам электронной микроскопии, применению электрокиносъемок, а также усовершенствованию методов исследования живых клеток удалось точно установить пути и скорость передвижения дочерних хромосом в анафазе. Путь, по которому перемещаются хромосомы, в масштабе клетки довольно значителен — от 5 до 25 мкм при скорости примерно от 0,2 до 5 мкм/мин. Эту скорость движения хромосом в анафазе по сравнению с другими видами биологических движений следует считать небольшой, поскольку гранулы, увлекаемые током цитоплазмы в растительной клетке, движутся со скоростью 250— 300 мкм/мин. На рисунке 52 видны пути, по которым центромеры хромосом проходят в течение метафазы. [c.99]

Описание митоза, сделанное после исследования клетки с помощью светового микроскопа, может быть дополнено наблюдениями ультраструктуры ядра под электронным микроскопом. Согласно электронной микроскопии первые изменения структуры ядра осуществляются уже в ранней профазе. При этом в процессы перестройки ядра последовательно вовлекаются все его компоненты. Первоначальные изменения проявляются в конденсировании хроматина во всем объеме ядра. По мере нарастания этого процесса возникают митотические хромосомы с максимальной плотностью упаковки в них фибрилл дезоксинуклеопротеида. [c.100]

Для этой стадии характерно появление синаптонемного комплекса (СК), входящего в состав бивалента — пары конъюги- ющих хромосом. В электронном микроскопе СК имеет вид трех цли двух электронно-плотных тяжей, располагающихся между Конъюгирующими хромосомами. СК — непременный атрибут конъюгации хромосом в мейозе (рис. 4.9). [c.71]

Молекула ДНК, как сейчас известно, связана с шариками или дисками основных белков (гистонов) и обвивает их примерно 2,5 раза. На рис. 7.2 показана первичная упаковка этих гистоновых шариков с образованием основной нити толщиной 20—25 нм, которую можно увидеть под электронным микроскопом. Эта нить образует нерегулярно расположенные петли, складки и ответвления, формируя метафазные хромосомы. [c.89]

Электронно-микроскопическое изучение срезов бактериальных клеток в разных условиях и более ранние исследования бактерий с помощью светового микроскопа продемонстрировали компактное распределение ДНК в бактериальной клетке. Поскольку такие структуры отдаленно напоминали ядра эукариот, они получили название нуклеоидов, или ДНК-плазмы [25]. Эти термины подчеркивают генетические функции нуклеоида, но в то же время и существенные морфологические отличия от обычных интерфазных ядер эукариот, прежде всего, отсутствие ядер-ной оболочки, которая бы отделяла гены бактерии от окружающей их цитоплазмы. Исследование бактериальных клеток с помощью электронной микроскопии в мягких условиях без предварительной химической фиксации показало, что нуклеоиды представлены в виде диффузно окрашенных областей, свободных от рибосом. При этом вытянутые участки ДНК на внешней части нуклеоидов направлены в окружающую цитоплазму. С помощью специфических антител установлено, что молекулы РНК-поли-меразы, ДНК-топоизомеразы I и гистоноподобного белка HU ассоциированы с нуклеоидами. Вытянутые участки ДНК по периферии нуклеоидов обычно интерпретируют как сегменты бактериальной хромосомы, вовлеченные в транскрипцию. Полагают, что эти участки состоят из петель ДНК бактериальной хромосомы, которые в зависимости от физиологического состояния клетки находятся в транскрипционно-активном состоянии или втягиваются внутрь нуклеоидов при подавлении транскрипции. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология