Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 23(193)

Рубрика журнала: Биология

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5

Библиографическое описание:
Амаева Б.Х. ВЫЯВЛЕНИИ ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ КОНСТИТУТИВНОГО ГЕТЕРОХРОМАТИНА В СПЕРМАТОЦИТАХ I ПОРЯДКА // Студенческий: электрон. научн. журн. 2022. № 23(193). URL: https://sibac.info/journal/student/193/259407 (дата обращения: 01.07.2022).

ВЫЯВЛЕНИИ ОСОБЕННОСТЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ КОНСТИТУТИВНОГО ГЕТЕРОХРОМАТИНА В СПЕРМАТОЦИТАХ I ПОРЯДКА

Амаева Бела Хасановна

магистрант, 2 курс, кафедра клеточной биологии, морфологии и микробиологии Чеченский государственный университет им. А.А. Кадырова,

РФ, Грозный

IDENTIFICATION OF THE FEATURES OF THE ORGANIZATION OF CONSTITUTIVE HETEROCHROMATIN IN SPERMATOCYTES OF THE FIRST ORDER

 

Bela Amayeva

2nd year master student of the Department of Cell Biology, morphology and microbiology, Chechen State University A.A. Kadyrov,

Russia, Grozny

 

АННОТАЦИЯ

Диверсификация видов, как правило, сопровождается накоплением различий в их геномах. Такие различия могут быть выявлены не только на морфологическом, физиологическом, но и на молекулярно-генетическом и хромосомном уровнях. Причем изменения очень сложно идентифицировать у видов, находящихся на ранних этапах дифференциации. В этом случае информативными могут быть исследования быстро изменяющихся частей генома. К примеру, центромерные саттелиты у животных и растений подвержены быстрой эволюции [7], а изменения гетерохроматиновых участков генома в их количественном и качественном составе могут вести к естественным эволюционным трансформациям архитектоники ядер, которая отличается даже у близких видов.

ABSTRACT

The diversification of species is usually accompanied by the accumulation of differences in their genomes. Such differences can be identified not only at the morphological, physiological, but also at the molecular genetic and chromosomal levels. Moreover, changes are very difficult to identify in species that are at the early stages of differentiation. In this case, studies of rapidly changing parts of the genome can be informative. For example, centromeric satellites in animals and plants are subject to rapid evolution [7], and changes in the quantitative and qualitative composition of heterochromatic regions of the genome can lead to natural evolutionary transformations of the nuclear architectonics, which differ even in closely related species.

 

Ключевые слова. мейоз, синаптонемный комплекс, двунитевые разрывы, гомологичные хромосомы.

Keywords. Meiosis, synaptonemal complex, double strand breaks, homologous chromosomes.

 

Хроматин – это нуклеопротеидный комплекс, составляющий хромосомы эукариотических клеток, который включает ДНК, ядерные белки – гистоны и негистоновые белки [1]. Ранние исследования позволили обнаружить разноокрашенные области интерфазного хроматина, получившие название "эухроматин" и "гетерохроматин" [2] по аналогии с половыми хромосомами и аутосомами, названными Мак-Клангом [3] гетерохромосомами и эухромосомами. Хайц понимал под гетерохроматином те области, которые остаются в компактном (конденсированном) состоянии во время интерфазы. Исследования хроматина за последние 100 лет позволили выявить целый спектр различий между эухроматином (ЭХ) и гетерохроматином (ГХ). Эти различия могут быть суммированы в виде 7 пунктов [2]:

1. ЭХ конденсируется в митозе и деконденсируется в интерфазе. Гетерохроматин находится постоянно в конденсированном состоянии.

2. ГХ начинает репликацию ДНК позже, чем ГХ, и процесс репликации идет дольше

3. ЭХ состоит преимущественно из уникальной ДНК, тогда как ГХ составляют в основном повторяющиеся последовательности.

4. ЭХ и ГХ имеют в своем составе разный наборам специфических белков. В ЭХ сосредоточены белки, главным образом, связанные с транскрипцией, а в ГХ – с инактивацией транскрипции.

5. Белковая природа ГХ обуславливает свойство, называемое генетической инактивацией. Эухроматиновый ген, будучи искусственно помещенным в ГХ, инактивируется.

6. Частота мейотической рекомбинации в ГХ в сотни раз ниже, чем в ЭХ.

7. Обработка горячим гидроксидом бария, затем смесью хлорида и цитрата натрия и финальное окрашивание красителем Гимза позволяют идентифицировать темные и светлые участки хроматина (так называемое С-окрашивание). Первые соответствуют ГХ, вторые – ЭХ.

Принято выделять два типа гетерохроматина: конститутивный и факультативный. Конститутивный гетерохроматин присутствует во всех типах клеток и обычно состоит из богатых повторами и бедных генами областей вокруг центромер и теломер, и его структурная организация очень стабильна, в то время как факультативный гетерохроматин формируется в определенных ситуациях (факультативно), таких как процессы развития и во время дифференцировки тканей, и имеет нормальную плотность генов [4]. Формирование факультативного гетерохроматина в определенных областях генома обычно коррелирует с транскрипционной репрессией / инактивацией [5].

Базовой единицей хроматина считается нуклеосома, которая состоит из ДНК, обернутой вокруг октамеров, содержащих по две копии гистоновых белков H2A, H2B, H3 и H4, а также линкерный гистон H1. Некоторые аминокислтные остатки на гистонах могут быть посттрансляционно модифицированы путем ковалентного присоединения химических групп, таких как ацетильная, метильная или фосфатная группы, а также с помощью небольших белков-модификаторов, таких как убиквитин и SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier) [5]. Соответственно, такие модифицирующие процессы получили название ацетилирование, метилирование, фосфорилирование, убиквитинирование или сумолирование. Они характерны как для соматических клеток, так и клеток полового ряда, включая мейотические.

В ходе сперматогенеза в пострансляционных модификациях и регуляции транскрипционной активности принимают участие большое количество модифицированных гистонов и вариантов гистонов. Ферменты, которые добавляют ту или иную химическую группу, принято называть "писателеями" (writers). Ферменты, которые удаляют соответствующую химическую группу, называют "стирателями" (erasers). Синхронная работа таких ферментов обеспечивает доступность хроматина для регуляции процесса транскрипции. Триметилирование лизина 9 гистона 3 (H3K9me3) и лизина 27 (H3K27me3) - самые известные модификации гистонов, связанные с инактивацией работы генов и гетерохроматином. Эти метки устанавливаются и распознаются различными комплексами писателей и считывателей (readers) и обычно локализуются в разных областях генома, что позволяет предположить, что они ассоциируются с разными типами хроматина. Считается, что H3K27me3 – индикатор факультативного гетерохроматина, в то же самое время, H3K9me3 – маркер конститутивного гетерохроматина [5, 6]. Детальное описание последнего представлено в следующем пункте.

 

Список литературы:

  1. Торгашева А.А. Мейоз: что нужно пережить ради уменьшения числа хромосом вдвое, 2013 г. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17. № 1. C. 17-28.
  2. Heitz, E. 1928. Das Heterochromatin der Moose. Jahrb. Wiss. Bot. 69: 762–818.
  3. McClung C. The multiple chromosomes of Hesperotettix and Mermiria (Orthoptera) // Morphology. 1917, Vol. 58, pp. 519.
  4. Milos Andera Ivan Horacek Poznáváme naše savce. 2 doplněné vydání. (We recognise our mammals. 2nd supplemented edition; only in Czech). Book · January 2005
  5. Montgomery WI, Gurnell JR (1985) The behaviour of Apodemus. Symp Zool Soc London 55:89–115
  6. Sung P., Klein H. Mechanism of Homologous Recombination: Mediators and Helicases Take on Regulatory Functions // Nat Rev Mol Cell Biol. 2006. № 7. pp. 739-750.
  7. Gil-Fernández A., Matveevsky S., Martín-Ruiz M., Ribagorda M., Teresa Parra M., Viera A., Rufas J.S., Kolomiets O., Bakloushinskaya I., Page J. Sex differences in the meiotic behavior of a XX sex chromosome pair in males and females of the mole vole Ellobius tancrei: turning an X into a Y chromosome? Chromosoma. 2021; 130(2-3):1-19

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом