Хроматин активный, структура

СТРУКТУРА АКТИВНОГО ХРОМАТИНА [c.251]

Структура активного хроматина [c.352]

Структура активного хроматина 251 [c.353]

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]

Активация хроматина сопровождается также локальным аце-тилированием N-кoнцeвыx областей гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Вероятно, активный и неактивный хроматин различаются и по содержанию гистоновых вариантов. Например, в полностью репрессированном хроматине эритроцитов цыпленка гистон Н1 частично заменен близким ему по структуре гистоном Н5. [c.254]

Для большинства эукариотических клеток, как и клеток прокариот, стадия инициации транскрипции является основной, главной регуляторной точкой экспрессии активности генов. Тем не менее имеются существенные различия во-первых, место процессов транскрипции (в ядре) и трансляции (в цитоплазме) во-вторых, активирование транскрипции у эукариот связано с множеством сложных изменений структуры хроматина в транскрибируемой области в-третьих, в эукариотических клетках превалируют положительные регуляторные механизмы над отрицательными. [c.538]

Поскольку облучение в таких дозах практически полностью повреждает нормальное воспроизведение ядерных структур [1] и блокирует синтез ДНК [6], мы склонны предполагать, что это увеличение синтеза РНК не связано с увеличением количества нормальных хромосомных матриц. По имеющимся цитологическим наблюдениям [11], после облучения оплодотворенного яйца происходит несколько клеточных делений, так как процесс деле- ний в период раннего (синхронного) дробления относительно радиорезистентен. После этого оказывается, что зародыши содержат очень мало клеток с ядром, содержащим остатки хроматина, потому что большинство хромосом при этих делениях элиминируется [3]. Вряд ли отмеченное увеличение РНК-синтезирующей активности может быть приписано увеличению числа нормальных хромосомных матриц. Мы выдвигаем предположение, что увеличение способности к синтезу РНК при развитии яйца, облученного вскоре после оплодотворения, может обеспечиваться механизмами и матрицами, находящимися вне ядер, т. е. в цитоплазме и (или) в желтке. Синтез РНК в цитоплазме мог бы осуществляться либо на выброшенных в нее хромосомах или их осколках, либо на матрицах цитоплазматической ДНК, наличие больших количеств которой в яйцах вьюна было показано нами ранее [10], либо на тех и других. [c.179]

Первичными реакциями растения на воздействие кинетина, гиббереллина и гербицида 2,4-Д в нуклеиновом обмене являются усиление синтеза РНК и ДНК, лабилизация связи РНК в структурах и освобождение части ее фосфатных групп, образование или накопление лабильной ДНК в хроматине дифференцированных тканей. За этими реакциями следуют усиление синтеза белка и стимуляция митозов или ростовых процессов. Совокупность этих процессов отражает первый этап действия физиологически активных веществ. Интенсивность, продолжительность и соотношение этих процессов зависят от природы и дозы стимулятора, от природы, возраста и физиологического состояния растения и, в частности, от фазы развития клеток и тканей и от факторов внешней среды. [c.20]

Рис. 10-40. Изменения хроматина в активных генах. А. Структура хроматина гена лизоцима в яйцеводе курицы, где этот ген активен. Как показано, область деконденсированного активного хроматина (определяемая по чувствительности к ДНКазе) содержит 24 ООО нуклеотидных пар.

Различные активности молчащих и активных кассет могут зависеть от структуры хроматина. Использование зондов, представляющих области, прилегающие к каждой из кассет, позволяет определить структуру хроматина с помощью метода концевого мечения. Все кассеты содержат сайты, сверхчувствительные к ДНКазе I, однако существуют значительные различия по этому признаку между молчащими и активными кассетами. Локализация чувствительных сайтов показана на рис. 37.19. [c.487]

Согласно модели активации генов, приведенной на рис. 10-40, некоторые из регуляторных белков > высших эукариот имеют функции, отличающие их от бактериальных аналогов. Вместо того, чтобы способствовать посадке РНК-полимеразы (или факторов транскрипции) на близлежащий промотор (см. рис. 10-27), некоторые сайт-специфические ДНК-связывающие белки могут участвовать в деконденсации хроматина в определенном участке хромосомы, могут удалить нуклеосому с соседнего энхансера или промотора и обеспечить таким образом доступ белков-регуляторов обычного типа. Однако полной уверенности в том, что в эти события имеют место в действительности, нет. Вполне вероятно, что наблюдаемые отличия в структуре хроматина активных генов являются закономерным следствием сборки факторов транскрипции и/или РНК-полимеразы на последовательности промотора, а не условием, необходимым для инициации транскрипции. [c.214]

Механизм действия метилирования не раскрыт. Модифицированная ДНК может оказывать влияние на локальную структуру в составе хромосомы. Вероятно, метилирование отдельных сайтов в составе гена меняет характер взаимодействия с белками и структуру хроматина. Действительно, сайты метилирования в отдельных исследованных генах совпадают с так называемыми гиперчувствитель-ными к нуклеазам сайтами в составе хроматина, наличие которых отражает активное состояние гена или его готовность к активации (см. гл. ХП). Метилирование может влиять и на структуру ДНК-Например, метилирование цитозина в составе синтетических поли-дезоксинуклеотидов с повторяющейся комплементарной последовательностью типа d( pG) -d(Gp ) способствует их переходу в Z-конформацию ДНК. [c.220]

С механизмом клеточной дифференцировки связан интересный вопрос сохраняется ли на уровне структуры хроматина память об активном или неактивном состоянии гена при клеточном делении и транскрипции При клеточном делении хроматин, видимо, сохраняет особенности своей структуры, например гиперчувстви-тельные участки в хроматине некоторых генов сохраняются в метафазных хромосомах в тех же местах, что и в интерфазном хроматине. Очевидно, это определяется тем, что регуляторные белки, связанные с промоторными участками генов, ассоциированы с ДНК и в составе метафазной хромосомы. Однако судьба регуляторных белков в процессе репликации ДНК неизвестна. [c.258]

От осевой структуры (рис. а) отходят многочисленные петли активно транскрибируемого хроматина зернами радиоактивной метки помечена новообразованная гистоновая мРНК (рис. б) [c.253]

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]

Хроматин содержит хромосомную РНК-поли-меразу, связанную с его структурой [26]. Этот фермент может быть выделен из хроматина и очищен [25]. Хроматин транскрибируется также РНК-полимеразой, полученной из источников иных, нежели источник, из которого выделен хроматин [8]. Так, очищенная РНК-полимераза из Е. соИ оказывается активной в транскрипции генетической информации, содержащейся в хромосомах высших организмов (табл. 10). [c.38]

В настоящее время многочисленные факты приводят нас к представлению о том, что разрыв хромосомы есть результат взаимодействия сложных процессов, возникающих при облучении гетерогенных структур клетки, развивающихся во времени и по мере развития корректируемых репарационными процессами в активно метаболизирующей клетке. Процесс, возникающий при облучении клетки, прежде всего идет в сфере межмолекулярных сил, нарушает нативную надмолекулярную структуру хроматина — этого сложного белково-липидонуклеинового комплекса, из которого образованы хромосомы. Эта мысль и легла в основу доклада Стручкова, прекрасно согласуясь с уже опубликованными работами нашей лаборатории по изменению эласто-вязкостных свойств надмолекулярной ДНК, изолированной из клеток тотчас после облучения (Н. Б. Стражевская и [c.195]

Гербицид вызывает фрагментацию и при непосредственном воздействии на нативный препарат хроматина. Значительно слабее иа структуру хроматина действует гиббереллин и очень слабо — кинетин. При этом ни один из этих физиологически активных веществ в опытах с изолированным нативным хроматином не дает эффекта уплотнения или усиления его метилофилии. Надо полагать, что уплотнение хроматина в клеточном ядре под влиянием высоких доз физиологически активных веществ представляет собой сложный физиологический и биохимический процесс. Он сопровождается исчезновением лабильной ДНК и изменением состава белкового комплекса за счет уменьшения количества негистоновых и прироста гистоновых белков. [c.17]

Параллельно с формированием симбиосом происходит и дифференцировка инфицированных растительных клеток. Она выражается в возрастании количества внутриклеточных мембранных структур, которые участвуют в формировании ПБМ и в биосинтетических процессах. Для инфицированных клеток характерна полиплоидизация и деконденсация хроматина, связанная с усилением транскрипционной активности. На биохимическом уровне их дифференцировка выражается в синтезе de novo ряда белков. [c.172]

Экстракт не может придавать сверхчувствительность, если его добавлять после гистонов. Из этого следует, что соответствующий фактор в экстракте узнает ДНК непосредственно и каким-то образом меняет организацию данного участка, лишенного нуклеосом. По крайней мере, в этих условиях соответствующий компонент не может удалить нуклеосомы после того как они сформировались. Таким образом, мы возвращаемся обратно к исходному вопросу каким образом изменяется структура хроматина, когда ген должен перейти в активное состояние [c.389]

Каким образом можно проверить предположение, что изменение состояния хроматина часто связано с репликацией Системой нужного нам типа могла бы быть (к примеру) индукция в генах сверхчувствительных сайтов в ответ на действие гормонов. Однако четкий ответ на вопрос о том, как образуются активные районы, будет зависеть от разработки таких систем, которые можно будет использовать для активации структуры хроматина in vitro (что может оказаться трудным, если репликация ДНК действительно необходима). [c.393]

Экспериментальные приемы, описанные в Дополнении 16.1, были использованы также для изучения структуры хроматина внутри активных доменов. При обработке ядер даже небольшими количествами ДНКазы [c.220]

Некоторые общие особенности регуляции экспрессии эукариотических генов, рассмотренные в предшествующих разделах, распространяются и на процессы регуляции гемоглобиновых генов, которые зависят от стадии развития организма. С этой точки зрения наиболее подробно изучались кластеры куриных глобиновых генов, что связано в первую очередь с доступностью соответствующих гемоглобин-проду-цирующих клеток на любой стадии развития. Установлено, что каждый из кластеров располагается в хроматиновом домене, который у гемо-глобин-продуцирующих клеток более чувствителен к действию ДНКазы I, чем у клеток других тканей. Более того, в хроматине гемоглобин-про-дуцирующих клеток обнаружены участки, гиперчувствительные к ДНКазе I, расположенные перед сайтами инициации транскрипции активно транскрибируемых глобиновых генов. В хроматине клеток тканей иного типа аналогичные участки не обнаруживаются. В гемоглобин-продуцирующих клетках взрослой особи инактивация эмбриональных глобиновых генов коррелирует с исчезновением гиперчувствительных участков, предшествующих сайтам инициации транскрипции этих генов. Наблюдается также пониженный уровень метилирования сайтов СО внутри и вблизи активно транскрибируемых последовательностей. Инактивация эмбриональных генов, напротив, сопровождается повышением уровня метилирования соответствующих сайтов. Таким образом, имеются характерные различия в структуре хроматиновых доменов, содержащих кластеры а- и Р-подобных глобиновых генов, в клетках эмбриона и взрослого организма. Поскольку на различных стадиях развития продукция гемоглобина обеспечивается клетками определенного типа, можно полагать, что связанная с развитием регуляция глобиновых генов сопровождается поэтапным установлением в этих клетках альтернативных вариантов структуры соответствующих областей хроматина. Безусловно, многое еще предстоит узнать о природе регуляторных молекул, ответственных за установление различных вариантов хроматиновой структуры, а также о том, на какие последовательности ДНК действуют эти регуляторные молекулы. [c.232]

На рис. 9-61 представлена простая модель, объясняющая эти результаты. Согласно этой модели, все точки начала репликации, расположенные в активном хроматине, начинают работать в самом начале 8-фазы. Затем репликационные вилки, возникшие на этих участках, обязательно передвинутся в соседние области хромосомы, где хроматин характеризуется более конденсированной структурой, поэтому любой ген. расположенный менее, чем за миллион нуклеотидных пар от точки начала репликации, будет реплицироваться в середине 8-фазы. Чтобы стало понятным, как могут реплицироваться неактивные области хромосомы, расположенные далеко от активного хроматина, необходимо допустить, что в середине или в поздней 8-фазе активируется вторая группа точек начала репликации, которые могут инициировать возникновение репли-кационных вилок в хроматине, обладающем любой структурой. [c.140]

Благодаря тому, что кластеры тандемно повторяющихся генов рРНК сгруппированы и очень активно транскрибируются, они хорошо видны на электронномикроскопических препаратах хроматина. Молекулы РНК-полимеразы и ассоциированные с ними новообразованные транскрипты (на один ген их приходится до 100 и более) упакованы таким образом, что структура приобретает вид елочки (рис. 9-90). Как отмечалось ранее (см. рис. 9-73). верхушка каждой такой елочки представляет собой точку инициации транскрипции конец же гена рРНК четко определяется по внезапному исчезновению молекул РНК-полиме-разы и соответствующих транскриптов. [c.162]

У людей с определенной формой талассемии (наследственная форма анемии) перед геном Р-глобина имеются большие делении ДПК. Делетированная область ( 100 ООО нуклеотидных пар) содержит несколько р-глобин-подобных генов, а также участок, контролирующий домен, который был идентифицирован в экспериментах с трансгеннымя мышами (рис. 10-39, ). Хотя сам ген Р-глобина и не поврежден, уровень его транскрипции значительно снижен. При обработке нуклеазой этот ген, в отличие от нормального гена Р -глобина, демонстрирует такую же низкую скорость реакции, что и основная фракция хроматина и, следовательно, не имеет структуры активного хроматина. Его нормальный гомолог в том же эритроците не содержит делеции. и к моменту начала транскрипции первого из этой группы гена (ген 8-глобина) весь кластер Р-глобин-подобных генов (90000 нуклеотидных пар), по-видимому, деконденсируется, превращаясь в активный хроматин (рис. 10-39, ). [c.212]

Онтогенетические реакции, такие как инициация цветения, прорастание семян и деэтиоляция, несомненно, связаны с радикальными сдвигами в химизме, структуре и функции растительных клеток. Эти сдвиги в свою очередь зависят от изменения активности многих ферментов, а также от синтеза новых ферментов. Так как ферменты представляют собой белки и их синтез определяется процессами трансляции и транскрипции, состояние фи- тохрома должно влиять или на ка-кой-то один из этих процессов, или на оба. Мы не знаем, как фитохром осуществляет это влияние. Он мог бы связываться с ядерным хроматином, оказывая таким образом прямое воздействие на синтез РНК и белка его влияние могло бы быть и более тонким, возможно, связанным с изменениями в компартментации ионов внутри клетки и как следствие — в ч интезе белка. Однако контроль белкового синтеза — не единственный способ действия фитохрома, так как многие регулируемые фитохромом процессы не зависят от синтеза белка и осуществляются слишком быстро. [c.352]

Изучение инактивирующего действия ионизирующей радиации на макромолекулах представляет еще самостоятельный интерес как метод анализа функциональных свойств отдельных субмоле-кулярных структур. В этом случае ионизирующее излучение выступает 1в качестве уникального инструмента биофизического анализа ферментов, нуклеиновых кислот и различных надмолекулярных комплексов ДНП, хроматина, рибосом и т. д. Используя математический аппарат теории мишени, можно на основании экспериментальных кривых доза — эффект установить геометрические размеры мишени, ответственной за данный тип инактивации макромолекулы. Модифицируя условия облучения, в ряде случаев можно добиться возникновения селективных поражений макромолекулы и оценить их роль в эффекте инактивации (например, если в результате облучения фермента разрушается определенный аминокислотный остаток и ири этом нарушается конформация активного центра и исчезает сродство к субстрату, то можно предположить, что данный структурный участок регулирует конформацию активного центра). Преимущество радиационного воздействия состоит еще ш в том, что с его помощью можно добиться возникновения узколокальных повреждений в любом участке молекулы, при этом другие структурные звенья останутся неповрежденными (существенно, что при этом макромолекулы могут оставаться сухими, находиться в вакууме или в любой газовой смеси, быть замороженными до любой температуры или параллельно подвергаться иным (воздействиям). [c.95]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология