Ученые рассмотрели упаковку ДНК в ядре клетки

Американские ученые создали новый метод, который впервые позволил увидеть, как именно хроматин уложен в ядре клетки. Со времени открытия ДНК продолжается активное изучение ее строения. Известно, что общая длина 46 молекул ДНК, содержащихся в ядре одной клетки и состоящих из 3,2 млрд пар нуклеотидов, равна приблизительно двум метрам. Приложено немало усилий, чтобы понять, как при такой большой длине ДНК может компактно упаковываться в микроскопическое ядро. Причем эта упаковка должна обеспечивать возможность регуляторным белкам получать доступ к ДНК в нужное время и в нужном месте.

Визуализация хроматина Визуализация хроматина (окрашен фиолетовым)
Скриншот видео

Уже было ясно, что есть несколько уровней компактизации хроматина (комплекса белков и ДНК) в ядре клетки. Рентген и микроскопия показали, что на первом уровне нить ДНК наматывается, как на катушку, на нуклеосому, диаметр которой 11 нм. Затем, как предполагали ученые, эти нуклеосомы, как бусинки на нитке, укладываются в более крупные комплексы — фибриллы. Из-за микроскопических размеров, плотной укладки ДНК и отсутствия технологий ученым до сих пор не удавалось как следует рассмотреть все ее детали. Этот пробел в своей новой работе восполнила команда американских генетиков.

Чтобы рассмотреть все в подробностях, ученые применили специально разработанный ими метод ChromEMT, объединяющий электронно-микроскопическую томографию (ЕМТ) с методом мечения (ChromEM), при котором используется флуоресцентный краситель, связанный с ДНК. Такая комбинация позволила визуализировать хроматин.

То, что впервые увидели исследователи, сильно отличалось от теоретического описания структуры укладки ДНК, попавшего во все учебники. Никаких сборок нуклеосом в фибриллы диаметром 30, 120 и 320 нм, как считалось ранее, в ядре не обнаружилось. Вместо этого ученые наблюдали, что ДНК и нуклеосомы собираются в неупорядоченные цепи толщиной от 5 до 24 нм с различными формами частиц, плотностями и структурными конформациями.

Как пишут ученые, эти цепочки хроматина гибкие и могут изгибаться на разных длинах для достижения различных уровней уплотнения и высокой плотности упаковки.

Исследование также помогло объяснить наследование внегеномных эпигенетических признаков. Было обнаружено, что первичная структура хроматиновых полимеров не изменяется в митотических (т.е. делящихся) хромосомах, и это показывает, что эпигенетические структуры могут наследоваться при делении клеток.

Исследование опубликовано в журнале Science
Источник: chrdk.ru

Метки , . Закладка постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *