Активные гены под микроскопом

Волоконная оптика позволяет прочитывать в ДНК-чипах последовательности мономеров в молекулах нуклеиновых кислот и моментально определять активность тех или иных генов. Интересующие исследователей цепочки ДНК или РНК помечают флуоресцентными метками. Затем, освещая чип лазером, можно в микроскоп наблюдать местонахождение светящегося участка и тем самым определять последовательность нуклеотидов в данной цепочке. Эта методика из года в год продолжает усовершенствоваться, и одним из наиболее интенсивно развиваемых в последние годы подходов стало использование световодов. [c.156]

Личинки дрозофил линяют в ответ на повышение концентрации стероидного гормона экдизона. Замечательной экспериментальной системой для изучения гормон-индуцируемой активности генов служат политенные хромосомы слюнных желез дрозофилы, потому что их активные гены увеличиваются в размерах, образуя пуфы, которые видны в световой микроскоп, причем величина пуфа пропорциональна скорости его транскрипции. Некоторые пуфы, называемые межлинечными, активны и без добавки экдизона. Если же к выделенным слюнным железам добавить экдизон, то эти межлинечные пуфы исчезают, зато возникают две группы новых пуфов. Первая группа (ранние пуфы) появляется уже спустя несколько минут после добавления экдизона, тогда как вторая (поздние пуфы)-лишь по прошествии 4-10 ч. Следует отметить, что концентрация экдизона на протяжении всего этого периода времени остается неизменной. Динамика появления и исчезновения пуфов после добавки экдизона схематично изображена на рис. 12-6, А. [c.221]

Активные гены под микроскопом [c.291]

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]

В этой главе мы вкратце рассмотрим современные методы, используемые для изучения клеток. Мы начнем знакомиться с теми из них, которые позволяют изучать клетку как единое целое, и затем обратима к анализу составляющих клетку макромолекул. Отправной точкой станет микроскопия, ПОСКОЛЬК клеточная биология началась со световой микроскопии, и этот метод до сих пор остается весьма эффективным инструментом исследования, наряду с более современным устройствами для получения изображения, основанными на электронных пучках или иных формах излучения. От пассивного наблюдения мы постепенно перейдем к методам, предполагающим активное вмешательство рассмотрим, как клетки различных типов могут быть отделены от ткани и при этом сохранять способность расти, узнаем, как клетки можно разрушить, а клеточные органеллы и составляющие их макромолекулы выделить в чистом виде. И наконец, мы изложим суть технологии рекомбинантных ДНК, благодаря которой стало возможным выделять, секвенировать и манипулировать генами и, следовательно, изучать механизмы их действия в клетке. [c.172]

Другое важное свойство активного хроматина — это существование областей, свободных от нуклеосом и гистонов. Некоторыми авторами было показано, что обычно перед генами, более или менее совпадая с энхансерами и другими регуляторными последовательностями, располагаются области ДНК, не организованные в нуклеосомы. При электронной микроскопии в этих участках не видно бусин на нитях. Те же самые области ДНК, но в клетках, где соответствующие гены зарепрессированы, имеют типичную нуклеосомную организацию. [c.164]

Размер ядрышка отражает степень его функциональной активности, которая широко варьирует в различных клетках и может изменяться в индивидуальной клетке Так, в некоторых покоящихся клетках растений ядрышко очень мало, тогда как в клетках, продуцирующих большое количество белков, оно может занимать до 25% объема всего ядра. Изменение размеров ядрышка связано главным образом с уменьшением или увеличением доли гранулярного компонента, что. в свою очередь, вероятно, контролируется на уровне транскрипции рибосомных генов по данным электронной микроскопии доля активных рибосомных генов, равно как и эффективность транскрипции каждого гена, изменяется в зависимости от обстоятельств. [c.166]

Деконденсацию хроматина прн транскрипции можно также наблюдать с помощью светового микроскопа на политенных хромосомах дрозофилы. Такие хромосомы содержатся во многих тканях личинок насекомых. Политенные хромосомы дрозофилы состоят примерно из 1000 нитей ДНК, лежащих рядом друг с другом таким образом, что гомологичные участки соседствуют и образуют поперечные полоски. Политенные хромосомы соответствуют интерфазному хроматину. Каждый функциональный домен в политенной хромосоме представлен Б виде диска, содержащего плотно-упакованную ДНК. Диски разделены менее плотными междисковыми участками. Чередование дисков и междисков образует характерную строго постоянную картину, причем крупные генетические перестройки проявляются в видимых изменениях хромосом. В ходе индивидуального развития личинок картина дисков и междисков несколько меняется. Но особенно ярко изменения транскрипционной активности хроматина политенных хромосом проявляются при индукции генов. Такая индукция достигается, например, при нагревании личинок (так называемый тепловой шок) или при введении гормона насекомых экдизона. При активации транскрипции происходит резкая деконденсация хроматина в определенных дисках и образуются так называемые пуфы. В пуфах можно обна- [c.252]

Все клетки женских особей млекопитающих имеют две Х-хромосомы, а клетки мужских организмов - одну X- и одн> У-хромосому Предполагают, что двойная доза продуктов генов, входящих в состав Х-хромосомы, летальна для организма возможно, именно поэтому в женских клетках возник специальный механизм, ответственный за то, что одна из двух Х-хромосом постоянно находится в инактивированном состоянии. У мышей такая инактивация происходит между третьим и шестым днем эмбрионального развития в каждой клетке женской особи с равной вероятностью одна или другая Х-хромосома конденсируется и образует гетерохроматин. Такие конденсированные хромосомы можно увидеть в световой микроскоп в интерфазе они представляют собой четко оформленные структурные образования, называемые тельцами Барра, которые локализованы в окрестностях ядерной мембраны. Они реплицируются в поздней 8-фазе большая часть составляющей их ДНК не транскрибируется ни в одной из дочерних клеток. Поскольку инактивированная Х-хромосома устойчиво наследуется, каждый женский организм имеет мозаичное строение в том смысле, что он образован клональными группами клеток примерно в половине групп активна Х-хромосома, унаследованная по материнской линии (Хм), а в другой [c.208]

Известно, что молекулы профлавина и других акридинов вклиниваются между основаниями двухцепочечных ДНК а мутагенный эффект соединения такого рода, судя по имеющимся данным, заключается в том, что они вызывают делецию (нехватку) или вставку одного или нескольких нуклеотидов. С помощью электронного микроскопа было обнаружено, что ДНК мутантного фага X, имеющего двойную делецию, на 20% короче, чем у дикого типа [303]. Изучение мутантов этого типа дало в руки исследователей ценный материал, подтверждающий три-плетную природу генетического кода [79, 80]. Особенно интересны двойные мутации в одном и том же цистроне. Если в результате второй мутации утраченная в результате первой мутации активность генного продукта восстанавливается (например, лизоцимная активность), то можно предположить, что нехватка некоторого нуклеотида в РНК скомпенсировалась вставкой по соседству другого нуклеотида [499[. [c.210]

Эксперименты, проводимые с очищенными препаратами подимераз и факторами транскрипции in vitro, безусловно важны для изучения условий протекания транскрипционных процессов, однако многие сведения о транскрипции ДНК могут быть получены только с помощью электронной микроскопии, которая позволяет наблюдать активные гены вместе с транскрибирующей их РНК-полимеразой. [c.148]

Важный вопрос организации хроматина касается судьбы нуклеосом при транскрипции. Электронная микроскопия интенсивно транскрибирующихся участков хроматина, например рибосомных генов, ясно показывает, что нуклеосом на них нет даже в тех случаях, когда между молекулами РНК-полимеразы, движущимися одна за другой по гену, виден промежуток. Необходимо отметить, Что регуляция активности рибосомных генов осуществляется в клетке путем изменения числа работающих генсв, но не интенсивности транскрипции. Однако промоторы рнбосомных генов всегда находятся в активной конформации (свободны от гистонов). [c.254]

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]

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]

В структуре хромосом, видимых в световой микроскоп, различают более темные участки — так называемый гетерохроматин и более светлые — эухроматин. В гетерохроматине хромосомы сильнее спирализованы, чем в эухроматине. Гетерохроматиновые участки функционально менее активны, чем эухроматиновые, в которых и локализована большая часть известных генов. Характер распределения эу- и гетерохроматиновых участков постоянен для каждой хромосомы на определенной стадии митоза, что служит дополнительным критерием при их идентификации на цитологических препаратах. [c.65]

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