Теломеры хромосом

Рис. 2.31. А. Тандемная дупликация в одной из хромосом 21-й пары, не захватывающая сегмент 21 q 22 средняя хромосома), у ребенка с неглубокой умственной отсталостью и с отсутствием многих признаков синдрома Дауна [371]. Б. Аномальная хромосома (слева) и для сравнения две нормальные хромосомы 21, совмещенные на фотографии теломерами (справа). Здесь в отличие от хромосомы с дупликацией полоса 21 q 22 выглядит удвоенной.

Рассматривая общую морфологию хромосом, нельзя обойти вниманием их концевые участки, называемые те-ломерами. Концы хромосом - теломе-ры, имеют особенности в первичной и третичной структурах, но об этом речь пойдет несколько позже. Сначала ознакомимся с функциями теломерных районов. Когда деление клетки закончено и формируются новые клеточные ядра, то с помощью теломер хромосомы прикрепляются к внутренней ядер-ной мембране, в результате чего каждая хромосома в деспирализованном состоянии занимает в ядре строго определенное место. Помимо этого теломерные районы предотвращают слипание хромосом своими концами и препятствуют образованию дицентриков — хромосом с двумя центромерами, наличие которых свидетельствует о патологических картинах митоза. Одновременно теломеры стабилизируют хромосомы, защищая их от дефадации клеточными нуклеазами — ферментами, катализирующими гидролиз всех незащищенных ДНК или их фрагментов. В последнее время стало известно еще одно назначение теломерных концов благодаря им происходит полное [c.51]

Поскольку с помощью методов клонирования у дрожжей были выделены все элементы, необходимые для репликации и наследования хромосом — ориджины репликации, теломеры и центромеры,— то оказалось возможным создать искусственную хромосому, состоящую из соединенных в.месте двух теломер, центро.меры, последовательности ARS и ДНК наполнителя , роль которой может играть ДНК с любой последовательностью, например ДНК фага лямбда. Оказалось, что искусственная хромосома поддерживается в дрожжах, причем стабильность ее наследования не намного ниже, чем стабильность собственных дрожжевых хро.мосом. [c.72]

Векторы YLp — линейные мини-хромосомы, конструируемые на базе Y p Для этого вводят специфические, шпилечные по форме, нуклеотидные последовательности на концах хромосом (теломеры) в кольцевые плазмиды Y p с последующей линеаризацией плазмид [c.201]

Другим важным признаком всех хромосом является теломера. Мы до сих пор еще не понимаем до конца при роду этих печатей на концах хромосом. Уже давно яс но, что концы должны иметь особую структуру, посколь ку при разрыве хромосом образуются липкие концы склонные к взаимодействию с другими хромосомами тогда как естественные концы хромосом стабильны [c.353]

Минимум требований, необходимых для существования индивидуальной хромосомы, сводится к наличию 1) соответствующей целостности теломеры, 2) центромеры для поддержания сегрегации и 3) точки инициирования репликации (гл. 31). Все эти элементы были объединены для создания синтетической дрожжевой хромосомы. Оказалось, что синтетическая хромосома стабильна только в том случае, если ее длина превышает 20-50 т.п.н. Мы пока еще не знаем природы этого явления, но само создание синтетической хромосомы дает потенциальную возможность изучать природу сегрегации генетического материала в контролируемых условиях. [c.354]

ТЕЛОМЕРА. Естественный конец хромосомы. [c.527]

Механизм действия ДНК-полимераз эукариот подобен таковому у прокариот. Отличия в процессе репликации заключаются в следующем хромосома эукариот имеет линейную структуру, на обеих цепях расположено множество репликонов и соответствующее количество терминаторов. Линейность ДНК эукариот является причиной проблем, которых не существует у прокариот, имеющих кольцевую ДНК. В отличие от лидирующей цепи, которая реплицируется полностью, праймер, находящийся у З -конца отстающей цепи, разрушается и не реплицируется при помощи ДНК-полимераз. Для предотвращения укорачивания цепи на концах хромосомы находятся теломеры — участки нереплицируемой ДНК. На этом участке ДНК может синтезироваться праймер, и полнота репликации сохранится. Теломера состоит из большого числа повторов, например у человека ТТАГГГ. Матрицей для теломеры является РНК, а специальный фермент теломераза, представляющий собой обратную транскриптазу, присоединяет эти фрагменты к З -концу для сохранения исходных размеров хромосомы. [c.453]

Третий необходимый элемент хромосомы - это теломера, она должна присутствовать на каждом конце линейной хромосомы. Если кольцевая плазмида, содержащая участок инициации репликации и центромеру, разрывается по какому-либо сайту, она продолжит свою репликацию и останется прикрепленной к митотическому веретену, однако в последующих поколениях клеток все-таки будет утеряна. Это происходит вследствие того, что репликация на отстающей цепи требует того, чтобы перед копируемым участком имелась последовательность ДНК, которая могла бы служить матрицей для РНК-затравки (см. рис. 5-43). Так как для последних нескольких нуклеотидов линейной молекулы ДНК этих последовательностей нет, ее цепи с каждым новым циклом репликации становятся все короче. У бактерий и вирусов хромосома имеет кольцевую форму, и поэтому подобные затруднения при окончании репликации не возникают. Эукариотические клетки, хромосомы которых линейны, обзавелись специальной теломерной последовательностью ДНК. Это простая повторяющаяся последовательность нуклеотидов, которая периодически наращивается специальным ферментом (см. разд. 9.3.5). [c.96]

YA -векторы, которые также используются для клонирования больших фрагментов ДНК, представляют собой искусственную дрожжевую минихромосому. YA -вектор содержит центромеру, теломеры и точку начала репликации. В такой вектор можно встроить фрагменты чужеродной ДНК размером более 100 т. н. п., и такая минихромосома, введенная в клетки дрожжей, будет реплицироваться и вести себя аналогично другим дрожжевым хромосомам при митотическом делении. [c.41]

В хромосоме I организаторы ядрышка располагаются вблизи теломеры, а в хромосомах Уг и X — в медиальных участках плечей [c.253]

Искусственные дрожжевые хромосомы (YA ) предназначены для клонирования больших фрагментов ДНК (100 т. п. н.), которые затем поддерживаются в дрожжевой клетке как отдельные хромосомы. УАС-система чрезвычайно стабильна. С ее помощью проводили физическое картирование геномной ДНК человека и анализ больших транскриптонов, создавали геномные библиотеки, содержащие ДНК индивидуальных хромосом человека. YA -вектор напоминает хромосому, поскольку он содержит последовательность, функционирующую как сайт инициации репликации ДНК (автономно реплицирующуюся последовательность), сегмент центромерной области дрожжевой хромосомы и последовательности, образующиеся на обоих концах при линеаризации ДНК и действующие как теломеры, обеспечивающие стабильность хромосомы (рис. 7.3). При встраивании чужеродной ДНК в YA может происходить нарушение рамки считывания маркерного дрожжевого гена. В результате продукт этого гена не образуется, и при выращивании клеток на специальной среде можно наблюдать цветную реакцию. Кроме того, некоторые YA -векгоры несут селективный маркер, независимый от сайта клонирования. Несмотря на все преимущества, YA пока не использовались для промышленного синтеза гетерологичных белков. [c.137]

Хромосомы реализуют эту возможность а) создавая новые копни генов б) перемещая их путем транслокаций в) помещая гены вблизи теломер, контролирующих генную экспрессию. [c.259]

Хромосома — замкнутая система. На первый взгляд эта черта хромосомы в данном контексте кажется несущественной, но она имеет решающее значение для ее эволюции. Хромосома— это не просто нитка генов или кусочек ДНК на обоих концах ее замыкают четко выраженные особые участки — теломеры и центромеры. Обычно хромосома заканчивается на обоих концах униполярными теломерами, но у телоцентрических хромосом на одном конце эту функцию несет центромера. Без теломер хромосома гибнет (Muller, Herskowitz, 1954). Хромосома представляет собой компартмент, а поэтому она способна сама создавать свою организацию. В хромосоме бактерий нет высокоразвитых теломер, имеющихся в хромосомах эукариот. Она разрешила проблему проще —с помощью кольцевидной формы. Кольцо — это также замкнутая система, что облегчает развитие внутренней организации. [c.247]

Для более направленного поиска теломерных и субтеломерных клонов мы использовали 5 пар STS праймеров в качестве тестов на последовательности, расположенные на разном расстоянии от теломеры хромосомы 7р (до 300 т.п.н). ПЦР продукты были обнаружены с тремя последовательно расположенными праймерами в ДНК YA 24-17. Следовательно, этот YA содержит терминальный фрагмент короткого плеча 7 хромосомы. [c.79]

Рис. 9-97. Поляризованная ориентация хромосом в интерфазных клетках раннего эмбриона дрозофилы. А. Рабль-ориентация все центромеры направлены к одному полюсу ядра, а все теломеры-другом . Обратите внимание, что у эмбриона все ядра имеют удлиненную форму. В. Полученная при небольшом увеличения световая микрофотография эмбриона дрозофилы на стадии клеток бластодермы хромосомы окрашены флуоресцирующим красителем. Следует отметить, что области, окрашенные ярче всего (хромоцентры), ориентированы к наружной поверхности зародыша, и, следовательно, обращены в сторону апикальной плазматической мембраны каждой клетки. (С любезного разрешения John Sedat.)

Искусственная хромосома содержит три основных элемента концевые участки (теломеры), центромеру и точки инициации репликации. Свойства теломерных областей хромосом человека хорошо изучены, чего нельзя сказать о центромерах и точках инициации репликации, и существовали опасения, что искусственную хромосому человека не удастся сконструировать, пока не будут досконально изучены все ее элементы. Однако уже получены и поддерживаются в трансфицированной культуре клеток стабильные линейные искусственные хромосомы человека (микрохромосомы), состоящие из множества ДНК-повторов (длиной около 1 м. п. н.) центромерной области Y-хромосомы, высокомолекулярных фрагментов геномной ДНК и теломерных участков. В их центромерную область был встроен ген устойчивости к неомицину, что позволило использовать среду G418 в качестве селективной. В нескольких G418-устойчивых клетках были обнаружены микрохромосомы длиной от 6 до 10 м. п. н. [c.501]

Что происходит с нуклеосомами, расположенными на конце хромосомы При расщеплении теломер инфузории Oxytri ha нуклеазой микрококков получается серия повторяющихся полос на расстояниях 100, 300, 500, 700, 900 п. п. от конца. [c.392]

Ген - это последовательность нуклеотидов, представляющая собой единицу активности для образования молекулы РНК. Хромосома состоит из одной-единственной невероятно длинной молекулы ДНК, содержащей множество генов. В молекуле хромосомной ДНК имеются и другие типы нуклеотидных последовательностей, необходимых для ее функционирования сайт инициации репликации и теломера (они обеспечивают репликацию молекулы ДНК), а также центромера (она служит для прикрепления ДНК к митотическому веретену). Гаплоидный геном человека сооержит 5x7 нуклеотиОных пар, которые распределены межоу 22 различающимися аутосомами и 2 половыми хромосомами По-видимому, лишь несколько процентов этой ДНК кодируют белки. [c.118]

Как отмечалось выше, невозможность полностью реплицировать конец молекул линейных ДНК с помощью ДНК-полимеразы привела к появлению на концах эукариотических хромосом специфических последовательностей ДНК, названных теломерами Гем. разд. 9.1.2). У таких разных организмов, как простейшие, грибы, растения и млекопитающие, эти участки имеют одинаковое строение. Они состоят из многих, расположенных друг за другом повторов одной короткой последовательности, которая содержит блок G-нуклеотидов (рис. 9-59, А). G-богатая теломерная последовательность всегда расположена на З -конце молекулы ДНК и, по-видимому, складывается в специальную структуру, которая защищает конец хромосомы. Предполагаемый механизм репликации ДНК теломеры ресничного простейшего Tetrahymena приведен на рис. 9-59, Б. [c.138]

Некоторая упорядоченность в расположении хромосом связана с конфигурацией, которую они имеют в конце митоза. Известно, что непосредственно перед делением клетки конденсированные хромосомы растаскиваются к полюсам микротрубочками, которые прикреплены к центромерам. Таким образом, центромеры идут впереди, а дистальные плечи хромосом, оканчивающиеся теломерами. оказываются позади. Хромосомы во многих ядрах в течение всей интерфазы стремятся сохранить эту так называемую Раблъ-ориентацию, при которой их [c.167]

За последнее десятилетие достигнуты определенные успехи в области исследования молекулярных механизмов, определяющих различия между нормальным и патологическим делением клеток. В разных культурах клеток обнаружено семейство факторов деления, которые действуют подобно убиквитину, но при этом контролируют длину те-ломеров (Tanaka et al., 1999). Теломеры — это концевые структуры ДНК в хромосоме, в основе функционирования которых лежит способность гуанозина образовывать само-ассоциаты. Теломеры представляют собой специализированные ДНК-полипептидные комплексы. Они защищают хромосомы от сщивания конец в конец и от действия эндонуклеаз. Некоторые авторы считают, что теломеры могут служить также для узнавания гомологичных хромосом в процессе мейоза. Длина теломеров неодинакова на разных стадиях клеточного цикла и в разных тканях, однако она укорачивается при каждой репликации. Поэтому клетка может делиться только ограниченное число раз. На конце теломеры имеют подвешенный (не спаренный) участок G-обогащен- [c.150]

Нуклеотидную последовательность теломеры, существенную часть которой — самый конец хромосомы — составляет несколько десятков раз повторенный тетрануклеотид СССА (показана только одна цепь ДНК). Конец хромосомы замкнут наподобие шпильки и образует Z-форму (левозакрученную) ДНК. [c.143]

Внутрихромосомные перестройки подразделяют на дефишенси, или концевые нехватки делеции — выпадения частей хромосомы, не захватывающие теломеру дупликации, или удвоения (умножения) части хромосомы инверсии — изменения чередования генов в хромосоме вследствие поворота участка хромосомы на 180°. [c.318]

Существуют гены, которые в норме обладают лишь одним специфическим свойством, но при поступлении сигнала со стороны какого-либо компонента хромосомы могут изменить свою функцию. Таким образом они замещают другие участки хромосомы, выполняя их функции. Примером служат теломеры, которые могут принять на себя функцию центромер в случае внесения в хромосомный набор гетерохромного участка (Rhoades, 1952). [c.245]

Хромосома—высокоупорядоченная структура свидетельством тому служит хромосомное поле, образующееся между центромерами и теломерами. Каждая нуклеотидная последовательность занимает некую оптимальную область в пределах этого поля, и ее функция зависит от ее местоположения в хромосоме. Последовательности ДНК можно разделить на центроны, медоны и телоны в зависимости от того, расположены ли они вблизи центромер, в середине плеч или вблизи теломер. Наличие взаимодействий между этими областями и функциональных ограничений, налагаемых положением в хромосоме, подтверждается данными, полученными на молекулярном уровне. [c.356]

Наличие хромосомного поля означает, что положение последовательностей ДНК в хромосоме определяется прежде всего центромерами и теломерами каждая последовательность ДНК занимает оптимальную область, что дает нам Возможность делить гены на центроны, медоны и телоны. Об упорядоченности хромосомы свидетельствуют результаты опытов по клонированию и гибридизации последовательностей, локализованных в хромосомах разной величины [c.369]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология