Общая морфология митотических хромосом
Типы хромосом:
Метацентрические
Субметацентрические
Акроцентрические
Обычно каждая хромосома имеет только одну центромеру (моноцентрические хромосомы), но могут встречаться и дицентрические, и полицентрические хромосомы.
Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку (вблизи дистального конца), отделяющую маленький участок – спутник. Именно на этих участках в интерфазе происходит образование ядрышка ( ядрышковые организаторы). В хромосомах человека ядрышковые организаторы находятся в коротких плечах вблизи центромер.
Теломерные концы хромосом не способны соединяться с другими хромосомами или их фрагментами, в отличие от концов хромосом, лишенных теломерных участков ( в результате разрывов), которые могут присоединяться к таким же разорванным концам других хромосом. В теломерах локализована особая теломерная ДНК, защищающая хромосому от укорачивания в процессе синтеза ДНК.
Длина хромосом человека: 1,5-10 мкм
Кариотип – совокупность числа, величины и морфологии хромосом.
Дифференциальное окрашивание хромосом:
Метод Касперссона ( обработка при помощи флуорохрома акрихиниприта)
Позволяет увидеть во флуоресцентном микроскопе поперечные полосы («бэнды»)(Q-полосы, Q-окраска)
Окрашивание при помощи нефлуоресцирующих красителей ( можно выявить исчерченность по длине)
Можно выявить окрашивание прицентромерных участков ( С-полосы, или перевязки) или различных полос в плечах и теломерах хромосом ( G-полосы )
Белые полосы – обогащены АТ-парами; Черные полосы – обогащены ГЦ-парами.
При окраске гематоксилином можно наблюдать дифференциальную деконденсацию митотических хромосом.
Структура и химия хроматина
Для выделения хроматина используют его свойство переходить в растворенное состояние при экстракции водными растворами с низкой ионной силой.
Белки-гистоны составляют от 40 до 80% всех белков, входящих в состав выделенного хроматина ( остальное – мембранные компоненты, РНК, углеводы, липиды, гликопротеиды)
В структурном отношении хроматин (нуклеогистон) представляет собой нитчатые комплексные молекулы дезоксирибонуклеопротеида (ДНП), которые состоят из ДНК, ассоциированной с гистонами.
Толщина нитчатых фибрилл ДНП: 10-30 нм
Молекулярная масса ДНК хроматина: 7-9*10^6
Концентрация ДНК в интерфазном ядре: до 100 мг/мл.
В среднем на интерфазное ядро приходится около 2 м ДНК, которая локализуется в сферическом ядре со средним диаметром около 10 мкм. Это означает, что такая огромная масса ДНК должна быть уложена с коэффициентом упаковки 1*10^3 – 1*10^4
Гистоны:
Эукариотические клетки содержат всего 5-7 типов молекул гистонов.
Взаимодействие гистонов с ДНК происходит за счёт солевых или ионных связей и неспецифично в отношении состава и последовательности нуклеотидов в ДНК.
Основные свойства гистонов:
Это щелочные белки, свойства которых определяются относительно высоким модержанием таких основных аминокислот, как лизин и аргинин (обуславливаются наличием положительных зарядов на аминогруппах лизина и аргинина)
Относительно небольшая молекулярная масса.
Гистоны H3 и H4 относят к аргининбогатым, H2A и H2B относят к белкам, умеренно обогащенным лизином. Гистоны H1 обогащены лизином.
У гистона H1 наиболее вариабельным является N-конец, осуществляющий связь с другими гистонами, а С-конец, богатый лизином, взаимодействует с ДНК.
Гистоны синтезируются в цитоплазме, транспортируются в ядро и связываются с ДНК во время её репликации в S-периоде, т.е синтезы гистонов и ДНК синхронизированны.
Уровни компактизации ДНК: