книги из ГПНТБ / Ченцов, Ю. С. Ультраструктура клеточного ядра

зинового гистона, избытка гистонов, богатых аргинином, не при­ водит к восстановлению структуры хромосом. Авторы приходят к выводу, что гистоны, богатые лизином, образуют поперечные сшивки между фибриллами ДНП.

Выше мы уже останавливались на роли части негистоновых белков в процессах взаимодействия гистонов с ДНК. О структур­ ной роли других негистоновых белков, входящих в состав хрома­ тина, известно очень немного (Буш, 1967).

Структура молекул дезоксирибонуклеопротеидов по данным электронной микроскопии

Как видно из предыдущего изложения, основной морфологи­ ческой структурой, встречающейся в составе хроматина и хромо­ сом, являются фибриллы дезоксирибонуклеопротеидов. В литера­ туре существует масса описаний структуры ядра и хромосом с помощью электронного микроскопа, однако первым обобщающим исследованием была работа X. Риса (Bis, 1957), где он выдвинул представление об элементарных структурных единицах в составе хромосом.

К сожалению, до настоящего времени метод электронной мик­ роскопии внес мало нового в решение вопроса о молекулярной ор­ ганизации фибрилл хроматина. Информация, полученная этим методом, касается в основном размеров, толщины отдельных фиб­ рилл, их переходов и изменений. Сведений о пространственном расположении белков и ДНК в составе ДНИ, полученных с по­ мощью электронной микроскопии, в настоящее время не имеется. Первые попытки электронномикроскопического исследования хромосом были сделаны на выделенных препаратах и не принесли успеха, так как в этих случаях применялась жесткая обработка ядерного материала.

Так, например, Эльверс (Elvers, 1942) обрабатывал пахитенные хромосомы развивающихся пыльцевых клеток смесью спир­ та с уксусной кислотой, пепсином и трипсином для разрыхления этих структур. Было отмечено, что хромосомы состоят из продоль­ но расположенных нитей. Сходные результаты получил Бухольц (Bucholz, 1947), который, кроме нитей, обнаружил в хромосомах гранулы диаметром от 750 до 4300 А.

Не привели к успеху и попытки изучения выделенных хро­ мосом из интерфазных ядер (Yasuzumi, Yamamoto, 1953). Нити хроматина у разных объектов в выделенном состоянии значитель­ но различались по толщине. Так, хроматиновые нити из ядер эритроцитов цыпленка имели толщину до 500 A (Hovanitz, 1947), нити ядер лейкоцитов человека и эритроцитов карпа —50—100 А (Yasuzumi, 1955; Yasuzumi, Higashizawa, 1955).

22 Интерфазное ядро

Введение в практику электронной микроскопии фиксации объ­ ектов с помощью четырехокиси осмия (0s04) и методов изготов­ ления ультратонких срезов резко увеличило число исследований, посвященных структуре клеточного ядра и хромосом.

При использовании фиксирующих растворов, содержащих 0s04, было замечено, что интерфазные ядра на ультратонких сре­ зах имеют более или менее гомогенную структуру, состоящую из гранул или коротких нитей (Porter, 1955; Policard, Boud, 1958).

Заметить в ядрах какую-либо структуризацию, кроме небольших участков конденсированного хроматина, хромоцентров и ядрышек, не удается. Примерно такая же ситуация отмечена при исследо­ вании ультратонких срезов хромосом. В хромосомах не выявляет­ ся каких-либо структур, кроме мелких зерен и тонких волокон, расположенных равномерно без определенной ориентации (Por­ ter, 1955).

Большие разногласия имеются как в старой, так и в новейшей литературе о толщине этих фибриллярных образований в ядре и в хромосомах.

На ультратонких срезах ядер эритроцитов рыб Ясуцуми и Хи-

гашицава (Yasuzumi, Higashizawa, 1955) обнаружили фибриллы толщиной 100—200 А. В ядрах лимфоцитов мышей выявлены фибриллы толщиной 110—130 A (Amano et al., 1956), в ядрах пе­ чени крыс обнаружены фибриллы толщиной 100 A (Davison, Mer­ cer, 1956), и 100—150 А (Георгиев, Ченцов, 1960). Нити толщиной 100—200 А были описаны Рисом (Ris, 1957) в ядрах растений.

Примерно такая же картина наблюдалась при изучении сре­ зов хромосом.

Несмотря на такие противоречивые и неоднозначные наблю­ дения, все же вырисовывается общая картина, а именно: в со­ ставе хроматина как интерфазных ядер, так и хромосом во время митоза и мейоза постоянно выявляются фибриллярные образо­ вания, имеющие толщину в пределах 100 —200 А. Подобного ро­ да наблюдения послужили основанием для появления обобщений, сделанных Г. Рисом (Ris, 1957), одним из пионеров электронно­ микроскопического изучения хромосом и ядер, который ввел по­ нятие об элементарной структурной единице хромосомы. Такими элементарными единицами являются нити макромолекул ДНП (нуклеогистонов).

Более поздние работы Риса (Ris, 1966, 1967, 1968) связаны с новыми методическими подходами. В этих исследованиях особое внимание было обращено на общую характерную черту препара­ тов ДНП, а именно на то, что эти препараты состоят из нитей толщиной 200—250 А, обладающих многочисленными боковыми ответвлениями, придающими им сетчатый вид. Природа этих бо­ ковых ответвлений становится ясной, если ДНП быстро обрабо­ тать растворами цитрата натрия или ЭДТА. В этом случае вид­

но, что каждая нить толщиной 250 А состоит из двух параллель­ ных нитей толщиной по 100 А каждая. Боковые ответвления, по-видимому, образуются тогда, когда нить толщиной 100 А обра­ зует вытянутую петлю, стороны которой соприкасаются одна с другой. В этом случае по крайней мере боковые ответвления со­ стоят не из двух независимых нитей толщиной по 100 А, а из од­ ной, которая в этом месте сложена вдвое. При детальном рассмот­ рении видно, что эти нити не обладают строго одинаковой толщи­ ной, а имеют узловатый характер за счет многочисленных корот­ ких ответвлений. Если такие нити обработать непосредственно на препарате проназой, то остается видна только нить толщиной 25 А, которая оказывается чувствительной к ДНК-азе. Исходя из этих наблюдений, Рис приходит к заключению, что нить ДНП толщи­ ной 100 А состоит из одиночной молекулы ДНК в сочетании с белком. Гистоны изгибают ДНК в короткие петли толщиной до 60 А; такая петлистая нить ДНК вместе с белком образует уз­ ловатую фибриллу толщиной в 60—100 А, которая под влиянием дивалентных катионов образует разветвленную систему спарен­ ных нитей с конечной толщиной 200—250 А. Насколько правиль­ но эти представления отражают структуру хроматина в интерфаз­ ных ядрах живых клеток, пока неясно.

Серия работ Риса способствовала расширению исследований ультраструктуры клеточных ядер и хромосом. Появились группы исследователей, интенсивно занимающихся электронной микро­ скопией хроматина (Wolfe, 1965, 1968; Du Praw, 1965, 1966, 1968, 1970; Solari, 1965, 1968; Gall. 1963b; 1966).

Однако в исследованиях разных авторов продолжали встре­ чаться противоречивые данные о диаметре элементарных фибрилл хроматина и их тонкой организации.

Большое различие во мнениях о размерностях фибрилл на­ блюдается в тех исследованиях, где авторы изучали строение хро­ матина, выделенного с помощью хелатных агентов, или после об­ работки солевыми растворами, или же после окраски выделенных препаратов в кислой среде. Надо оговориться, что в большинстве этих работ ЭДТА или солевые растворы применялись, главным образом, не для того, чтобы вызвать структурные изменения хро­ матина, а просто потому, что эти реагенты входили в стандартные среды для выделения ядер или хроматина.

Так, Хайд (Hyde, 1964) разрывал ядра, обработанные 3 М ацетатом аммония для удаления гистонов, на поверхности воды и получал фибриллы толщиной от 50 до 100 А. Соляри (Solari, 1965) после обработки спермы морского ежа раствором ЭДТА получал фибриллы толщиной до 40 А, которые вдвое утоньшались после экстракции гистонов 2 М NaCl. Изучая ультраструктуру элемен­ тарных фибрилл хромосом клеток HeLa, Какефуда и Киносита

(Kakefuda, ICinosita, 1966) обрабатывали ядра 0,2%-ным цитра­

24 Интерфазное ядро

том натрия и 2 М раствором NaCl и получали нити до 40 А тол­ щиной.

Та же картина наблюдалась при изучении выделенных мито­ тических хромосом. Барникот (Barnicot, 1967) изучал выделен­ ные хромосомы тритона при окраске 2%-ным уранилацетатом в кислой среде (pH 4,7) и обнаружил фибриллы толщиной до 150 А, в структуре которых после удаления ионов Са из среды отмеча­ лись более мелкие изогнутые субъединицы толщиной по 50 А. Сю (Hsu, 1968) в сперматидах асцидий наблюдал фибриллы тол­ щиной 120—180 А, состоящие из двух субъединиц по 50—70 А.

Другая группа исследований была начата после введения Голлом (Gallb, 1963) метода разыва клеток и распластывания хро­ матина на водном мениске в чашке Лапгмюра. Вначале Голл (Gallb, 1963), используя ядерные эритроциты тритонов, отметил в них фибриллы толщиной 400—600 А; эта величина оказалась ошибочной. Позднее Голл (Gall, 1966), соглашаясь с критикой Риса (Ris, Chandler, 1963), описывает хроматиновые фибриллы толщиной 250—300 А в эритроцитах тритона, в хромосомах сперматоцитов кузнечика и в хромосомах клеток культуры ткани. Серию работ провел Дю Про (Du Praw, 1968). Хромосомы, выде­ ленные при разрыве клеток в гипотонической среде из многочис­ ленных объектов [эмбриональные клетки пчел (Du Praw, 1965), лейкоциты человека (Du Praw, 1966), политенные хромосомы (Du Praw, Rae, 1966)], состоят из фибрилл с постоянной толщи­ ной около 230—250 А. Сходные результаты получены в работах Вольфе (Wolfe, 1965, 1968). Он также в ядерных эритроцитах, в хроматине растений, в хромосомах из культур почек телят, в мейотических хромосомах насекомых обнаружил фибриллы диамет­ ром около 250 А. Сходные данные получены Соляри (Solari, 1965, 1968) на сперме морского ежа, Абуэло и Мур (Abuelo, Moore, 1969) на хромосомах человека.

Суммируя наблюдения о размерах элементарных структурных единиц хроматина интерфазных ядер и митотических хромосом, можно отметить следующее. При выделении и исследовании хроматиновых фибрилл в условиях набухания нуклеопротеидов и полного сохранения связей гистонов с ДНК в электронном мик­ роскопе постоянно выявляются фибриллы со стандартной толщи­ ной порядка 200—250 А. В условиях связывания двувалентных катионов или удаления всех или части белков в хроматине на­ блюдаются фибриллы значительно меньшего диаметра — вплоть до 25 А (толщина нативной молекулы ДНК). При обработке ткани Os04 для исследования на ультратонких срезах в хроматине обна­ руживаются большей частью фибриллы толщиной порядка 100 А.

Другой вопрос, интересовавший исследователей: какова моле­ кулярная организация элементарных хромосомных фибрилл. Как уже показано выше, одно из объяснений структуры нуклеопроте-

идных фибрилл предложил Рис (Ris, Chandler, 1963, 1967), по мне­ нию которого каждая фибрилла толщиной 200 А состоит из не­ скольких или по крайней мере из двух параллельно лежащих

субъединиц.

Противоположной точки зрения придерживается Дю Про

(Du Praw, 1968). Исходя из данных Тейлора (Taylor, 1963) о том,

что хромосомы при их редупликации ведут себя так, как если бы они состояли из одной двойной спирали ДНК, Дю Про считает, что в состав хромосом должна входить одна макромолекула ДНП, т. е. одна фибрилла хроматина диаметром 230 А. В этом случае в состав такой фибриллы должна входить одна гигантская цепь ДНК, которая вторично спирально закручена в отношении

10: 1.

Голл (Goll, 1966) также приходит к заключению, что нет до­ казательств многонитчатой природы отдельных нуклеогистоновых фибрилл; их структуру скорее можно объяснить скручиванием или спирализацией более тонких одиночных нитей толщиной око­ ло 50 А.

Дю Про (Du Praw, 1968; Du Praw, Bahr, 1968), измеряя массу сухого вещества в фибриллах ДНП толщиной 230 А, исходил из того, что поглощение электронов объектом линейно связано с его общей сухой массой, и пришел к заключению, что каждый микрон элементарной фибриллы должен в среднем содержать до 1,18— —6, 1-10-16 г ДНК, что соответствует 20—200 мк двойной спирали ДНК. Следовательно, молекула ДНК в такой фибрилле должна быть уложена в среднем отношении 56:1. Дю Про считает, что такая плотная упаковка не может быть обеспечена только лишь одной сверхспирализацией ДНК; по-видимому, вторичная спирализация ДНК должна сочетаться с дополнительными способами укладки этих молекул.

Дю Про (Du Praw, Bahr, 1968), исследуя выделенный хрома­ тин, обратил внимание на то, что в препарате, кроме обычных фибрилл толщиной порядка 200 А (В-тип), встречаются тонкие фибриллы около 35—60 А толщиной (А-тип). Эти тонкие фибрил­ лы не так сильно скручены и более симметричны. В составе хро­ мосом и гетерохроматиновых сгустков ядра встречаются только толстые фибриллы В-типа. По мнению автора, фибриллы А-ти- па — исходные дезоксирибонуклеопротеиды, которые могут скру­ чиваться и давать фибриллы В-типа. Сходные наблюдения сдела­ ли Боннер и Гриффит (Bonner, Griffith, 1969), которые считают, что тонкие фибриллы могут представлять собой фибриллы ДНП из активного хроматина, на которых происходит считывание РНК.

Предположение о том, что нуклеогистоновая фибрилла с од­ ной молекулой ДНК может путем закручивания образовывать более толстые нитчатые образования, неоднократно высказыва­ лось авторами. Так, Амано и др. (Amano et al., 1956) считали, что

вся хромосома состоит йз целого ряда спйрально скрученных протохромонем. Тонкая вить протохромонемы толщиной 20—30 А, бу­ дучи свернута в спираль, образует субхромонему толщиной 260— 300 А. Каждая субхромонема, спирализуясь, образует хромонему толщиной 1000—1200 А, а последняя таким же порядком образует хромосому толщиной 5000 А. Сходные представления развивали Бопп-Хассенкамп (Bopp-Hassenkamp, 1959), Коле (Cole, 1962). При рассмотрении этих данных электронной микроскопии об органи­ зации элементарных хромосомных фибрилл бросаются в глаза чрезвычайная пестрота и неоднозначность в описании и интерпре­ тации морфологических свойств этих фибрилл. Действительно, толщина фибрилл хромосом, по данным разных авторов, колеблет­ ся от 15 до 600 А. Представления о молекулярной организации фибрилл ДНП также неоднозначны. Встречаются высказывания о многонитчатости этих структур, с одной стороны, и об однонитчатости их, с другой. Предлагаются различные способы укладки ДНК в фибриллах ДНП: сверхскручивание, сверхспирализация, расположение бок о бок и т. д. Поэтому в литературе в настоящее время нет еще достоверных, устоявшихся и прошедших проверку экспериментом и временем сведений о молекулярной организации фибрилл ДНП.

И все же при такой пестроте наблюдений и представлений вы­ рисовывается общая картина о свойствах элементарных хромо­ сомных нитей. В зависимости от методов получения или обработки материала в размерах изучаемых хромосомных фибрилл наблю­ дается некоторая закономерность. Большей частью описываются фибриллы, которые можно грубо отнести к трем классам по их толщине: фибриллы толщиной около 200 А, около 100 А и около 40—60 А. Вероятнее всего, эти величины могут отражать свойства фибрилл ДНП как очень динамичных структур, меняющих свою организацию в зависимости от физико-химических условий. Воз­ можно, что такая структурная подвижность молекул ДНП необхо­ дима для того, чтобы обеспечить динамику их функционального перехода от активного состояния к пассивному и наоборот.

Структурная пластичность фибрилл ДНП

Начальным и необходимым этапом в изучении структуры хромо­ сом как в интерфазном ядре, так и во время митоза является изу­ чение их составных компонентов — фибрилл ДНП.

Как показано выше, единого мнения о размере и молекуляр­ ной композиции этих элементарных единиц хромосом, к сожале­ нию, нет. Непонятно то обстоятельство, что на ультратонких сре­ зах ядер большей частью выявляются фибриллы диаметром около 100 А, так же как и в препаратах ДНП, выделенных из ядер по

общепринятому методу Зюби и Доти (Zubay, Doty, 1959), в то вре­ мя как при выделении фибрилл ДНП на поверхности водных ра­ створов (Gallb, 1963) выявляются исключительно фибриллы диа­ метром около 200—250 A (Ris, 1963). Поэтому необходимо выяс­ нить, является ли такая морфологическая пестрота одних и тех же препаратов отражением реально существующей картины орга­ низации клеточного ядра или же это результат обработки.

Кроме того, при изучении хроматина и хромосом необходимо подобрать такие условия фиксации и обработки, которые давали бы однозначные результаты при полном сохранении морфологии всех клеточных структур, результаты, которые на данном этапе развития знаний и методических подходов можно было бы считать наиболее близкими к прижизненным.

В наших исследованиях мы также пытались решить вопрос о структурной организации элементарных фибрилл ДНП и пришли к выводу об их чрезвычайной лабильности и пластичности. Оказа­ лось, что очень многие факторы, такие как способ выделения пре­ паратов ДНП и ядер, ионный состав среды, фиксация, окраска, могут вызывать резкие структурные изменения элементарных хромосомных фибрилл.

Первое, на что было обращено вимание — это условия выделе­ ния препаратов ДНП. Действительно, распластывание на мениске водных растворов с низкой ионной силой ядерных эритроцитов амфибий (по Голлу) (Gallb, 1963) или выделение при низких ион­ ных силах ядер клеток печени крыс давало препараты хроматина со стандартной средней толщиной фибрилл 200—250 А, если такие препараты фиксировались в монослое или прямо на формваровых подложках 70%-ным этанолом, 2,5—5%-ным раствором глютарового альдегида или 2%-ным раствором формальдегида. Окраска водными растворами уранилацетата при кислых значениях pH не меняла структуры и диаметра таких фиксированных хромосомных фибрилл. Однако 1%-ные водные растворы уранилацетата оказы­ вали определенное влияние на морфологию фибрилл, если не про­ водилась их предварительная фиксация. В этом случае диаметр фибрилл колебался от 200 А вплоть до 40—60 А. Вероятнее всего, это связано не только с действием высоких значений pH, но и с высокой ионной силой растворов уранилацетата.

Низкая ионная сила растворов при получении препаратов ДНП, очевидно, резко отлична от той, которая существует в ядрах живых клеток. Поэтому закономерно возникает вопрос, насколько соответствует структура фибрилл, выделенных при низкой ионной силе, структуре фибрилл в изотонических растворах. Хотя мы не можем в данное время нарисовать достоверную картину ионного окружения хроматина в живом ядре, все же изотонические раство­ ры более «физиологичны». Оказалось, что общая картина строения фибрилл ДНП в ядрах печени, выделенных в изотонических рас­

28 Интерфазное ядро

творах (Сенченков, Манамшьяи, 1970), или фибрилл ДНП в ядрах эритроцитов тритона, разрушенных на поверхности мениска фи­ зиологического раствора Хенкса, в принципе одинакова.

При выделении в растворах низкой ионной силы фибриллы ДНП располагаются чаще всего в виде небольших сгустков или комков, от которых на большие расстояния (до нескольких мик­ рон) могут отходить одиночные фибриллы. Такие фибриллы обла­ дают перовным контуром, часто изогнуты и имеют узелковые утолщения. Эта неправильность в контурах фибрилл и дает сред­ нюю толщину около 200 А, хотя встречаются участки толщиной по

250 или 180 А (табл. 1).

Внутренняя структура таких фибрилл более или менее одно­ родна, хотя иногда в них видна пеясно выраженная субструктура в виде неправильно извитых тонких нитей или гранул. Более от­ четливо подобная субструктуризация обнаруживается при негатив­ ном контрастировании. В этом случае контур отдельных фибрилл ДНП неровный, мелкоглыбчатый, хотя разглядеть более подробно их структуру не удается из-за плотной упаковки этих мелких глыбок, имеющих размер 20—40 А (табл. 2).

Обшая морфология препаратов ДНП, выделенных из ядер пе­ чени крыс, в изотонических условиях была сходной с тем, что мы могли наблюдать при выделении ДНП в растворах низкой ионной силы. Отличием являлось то, что фибриллы ДНП в данном опыте были собраны в плотные группы, тесно прилежали одна к другой. Отдельные вытянутые фибриллы встречались крайне редко, данный препарат представлял собой взвесь небольших (около 0,5—2 мк) хроматиновых сгустков. Диаметр встречавшихся отдельных фиб­ рилл был около 200—250 А, их общий контур, плотность и форма были сходными с тем, что наблюдалось в хроматине в растворах низкой ионной силы.

Помещение ядерных эритроцитов на поверхность водного рас­ твора Хэнкса приводило к их разрыву лишь в редких случаях, ядерная оболочка, как правило, не нарушалась и фибриллы ДНП не освобождались. Поэтому можно было наблюдать фибриллы лишь в периферических участках сильно уплощенных ядер. Хроматин в этих зонах представлен сплошной сложной и плотной трехмер­ ной сетью фибрилл, пересекающихся в различных направлениях. Основной диаметр этих фибрилл составляет около 200—250 А.

Эти наблюдения свидетельствуют о том, что хромосомные фиб­ риллы толщиной 200—250 А являются структурами хроматина, не изменяющими свою морфологию в довольно широких пределах ионных сил (от очень низких до 0,2 М концентрации NaCl), что уже позволяет использовать препараты ДНП в низкой ионной си­ ле для дальнейшего анализа.

Те же в принципе картины можно наблюдать и на ультратонких срезах. Вольфе и Грим (Wolfe, Grim, 1967) проверяли, не

влияют ли заливка и изготовление ультратонких срезов на тол­ щину фибрилл в выделенных на поверхности водного мениска препаратах ДНП. Оказалось, что если пленки ДНП, полученные этим методом, обезвоживать, заключать в заливочные среды и из­ готовлять из них ультратонкие срезы, то в них выявляются глав­ ным образом фибриллы толщиной 200—250 А. На этот размер не влияют методы обезвоживания, не влияет способ разрыва или ли­ зиса клеток. Однако эти авторы обнаружили, что на ультратонких срезах видны и неразрушенные ядра, и именно в таких ядрах толщина фибрилл составляла 100 А. Отсюда сделан вывод, что фибриллы в составе клеточного ядра имеют исходный диаметр около 100 А, который возрастает до 200—250 А при разрыве ядра и выходе фибрилл в окружающую среду за счет налипания на них внутриядерных белков.

Развивая эти же представления, Вольфе (Wolfe, 1968; Wolfe, Grim, 1967) приводит наблюдения о том, что если распластывать на поверхности воды ядра, предварительно фиксированные в забуференном растворе формалина, то выявляются фибриллы ДНП толщиной почти в два раза меньше, чем при получении такого же препарата без предварительной фиксации.

Необходимо отметить, что формалинизация препаратов ДНП не приводит к нарушению их химической композиции, не изме­ няет соотношения в них ДНК и белков, которые становятся устой­ чивыми к действию экстрагирующих агентов (Brutlag et al., 1969). Против представлений Вольфе (Wolfe, 1968) о том, что уве­ личение диаметра фибрилл ДНП связано с адсорбцией на их поверхности белков, освобождающихся при разрыве ядерной обо­ лочки, говорит и тот факт, что при экстракции фракции «ядерного сока» 0,14 М раствором NaCl размер фибрилл в препаратах гомо­ генатов таких ядер остается постоянным, порядка 200 А.

Интересные данные представлены в работе Риса (Ris, 1968). Подтвердив свои старые наблюдения о том, что хелатные агенты вызывают уменьшение диаметра фибрилл ДНП с 250 до 100 А, Рис приходит к выводу, что буферы, используемые при фиксации (фосфатный, веронал-ацетатный и др.), действуют как хелаты. Так, ядра при фиксации формолом в фосфатном буфере имели фибриллы толщиной 100 А, а при фиксации формолом в несвя­ зывающем ионы металла буфере — 250 А. Рис приводит данные, противоречащие наблюдениям Вольфе: при изучении ядер эри­ троцитов freez-etching- методом он наблюдал внутри ядер исклю­ чительно фибриллы толщиной 200—250 А. Видимо, хроматиновые фибриллы толщиной 200 А являются основным классом фибпилл хроматина в ядрах клеток.

Хелатным действием растворов четырехокиси осмия можно объяснить меньший диаметр фибрилл при использовании этого агента как химического фиксатора.

30 Интерфазное ядро

При фиксации различных клеток растворами четырехокиси осмия структура ядер и хромосом была одинаковой независимо от способа заключения объектов в среды для ультрамикроскопии. Ядра представляли собой отграниченные хорошо выраженной оболочкой образования, равномерно заполненные короткими от­ резками фибрилл толщиной около 100 А. Длина таких фибрилл на ультратонких срезах редко достигает 800—1000 А, что говорит об их сильно извитом характере. Располагаются эти фибриллы от­ носительно друг друга на расстояниях от 500 до 2000 А, что гово­ рит об их диспергированном состоянии в ядрах клеток таких пре­ паратов.

В клетках, находящихся в состоянии митоза при фиксации Os04, на срезах хромосомы представлены компактными зонами, состоящими исключительно из фибрилл диаметром около 100 А. Расположены эти фибриллы относительно друг друга намного плотнее, чем в интерфазном ядре, расстояния между ними со­ ставляют не более 300—200 А. Фибриллы в таких хромосомах также находятся в сильно изогнутом состоянии, так как не удает­ ся проследить их длину на расстоянии более 800 А. В сечениях хромосом эти фибриллы располагаются совершенно равномерно, заполняя весь объем хромосомы. Никаких подразделений в теле хромосомы на структуры более высокого порядка, чем фибриллы толщиной 100 А, не наблюдается.

При фиксации клеток растворами глютарового альдегида об­ щая морфологическая картина организации ядер несколько иная. В этом случае постоянно выявляются зоны конденсированного хроматина в виде узкой полоски около ядерной оболочки, встре­ чаются участки конденсированного хроматина в зоне ядрышка

ив толще ядра — хромоцентры (см. табл. 10).

Вэтом случае основным компонентом, входящим как в участ­ ки конденсированного, так и диффузного хроматина, являются фибриллы толщиной около 200 А, обладающие заметной субструк­ турой. Часто видно, что такие фибриллы имеют в своем составе более тонкие фибриллярные образования, однако подсчитать их число и определить порядок расположения в отдельных фибрил­

лах толщиной около 200 А очень трудно из-за случайного их се­ чения на срезах. В ряде случаев удается увидеть в них правиль­ ную, возможно спиральную, укладку этих субфибрилл, обладаю­ щих толщиной около 50 А (см. табл. 2).

Та же картина наблюдается и в хромосомах, которые на ста­ дии метафазы имеют вид плотных образований, сплошь состо­ ящих из фибрилл около 200 А диаметром (см. табл. 2). Структура этих фибрилл такая же, как и в конденсированных участках хрома­ тина интерфазных ядер.

Видимо, при изучении не только элементарных фибрилл, но и структуры хромосом в интерфазном ядре или при митозе нужно