12)Строение политенных хромосом, образование пуфов и их функциональное значение.

Политения - Образование гигантских политенных (многонитчатых) хромосом. В периоде S одна репликация ДНК следует за другой десятки и сотни раз, поэтому образуются хромосомы, содержащие сотни молекул ДНК-------- приводит к увеличению плоидности ядер.

Политенные хромосомы - пучок идентичных хроматид, который образуется за счёт многократной репликации исходной хромосомы без последующего её расхождения. Содержат в 30000 раз больше ДНК, чем в обычных хромосомах. Образуются в ядре ряда соматических клеток некоторых двукрылых, простейших, млекопитающих и растений.

При этом разные отрезки ДНК умножаются в различной степени:

• участки центромер - незначительно;

• большинство информативных областей - приблизительно в 1000 раз;

• некоторые - более чем в 30000 раз.

1. Морфологические критерии политенных хромосом:

• состоят из темных дисков (гетерохроматин)

• междисковых светлых зон (эухроматин)

• имеются вздутия или пуфы, или кольца Бальбиани (в кольцах Бальбиани максимально разрыхленный, деконденсированный хроматин, активно транскрибируемый).

2. Пуфы возникают на местах некоторых дисков за счёт разрыхления и деконденсации. Пуф является местом интенсивной транскрипции и генной активности. Пуфы — это сайты, в которых в данный момент происходит синтез РНК. Согласно общепринятой точке зрения, образование пуфов представляет собой увеличение размеров одного диска, связанное с необходимостью релаксации его структуры для синтеза РНК Поэтому образование пуфов рассматривают как следствие транскрипции. Пуф может образоваться при экспрессии одного активного гена. Место, где образуется пуф, отличается от того места, на котором расположен обычный диск, присутствием в нем дополнительных белков, включая РНК-полимеразу II, а также других белков транскрипции.

3. Рисунок и чередование дисков постоянны для каждой хромосомы и не зависит от ткани. Это явление иллюстрирует однозначность генетической информации в каждой клетке.

4. Расположение пуфов произвольно для различных тканей. Они появляются в процессе онтогенеза. Генетическая информация пуфов необходима для специализации и дифференцировки клеток.

Политенные хромосомы используют для:

• построения карт хромосом;

• обнаружения хромосомных перестроек;

• определения видовой принадлежности особей разных популяций

ДОП.ИНФОРМАЦИЯ

Хромосомы типа ламповых щеток, впервые обнаруженные В. Флеммингом в 1882 году, — это специальная форма хромосом, которую они приобретают в растущих ооцитах (женских половых клетках) большинства животных, за исключением млекопитающих

В растущих ооцитах всех животных, за исключением млекопитающих, во время протяженной стадии диплотены профазы мейоза I активная транскрипция многих последовательностей ДНК приводит к преобразованию хромосом в хромосомы, по форме напоминающие щетки для чистки стёкол керосиновых ламп (хромосомы типа ламповых щёток). Они представляют собой сильно деконденсированные полубиваленты, состоящие из двух сестринских хроматид. Хромосомы типа ламповых щеток можно наблюдать с помощью световой микроскопии, при этом видно, что они организованы в виде серии хромомеров (содержат конденсированный хроматин) и исходящих из них парных латеральных петель (содержат транскрипционно активныйхроматин).

Наиболее подробно описана организация хромосом типа ламповых щеток хвостатых и бесхвостых амфибий, доместицированных видов птиц и некоторых видов насекомых. Хромосомы типа ламповых щёток амфибий и птиц могут быть изолированы из ядра ооцита с помощью микрохирургических манипуляций.

Хромосомы типа ламповых щёток производят огромное количество РНК, синтезируемой на латеральных петлях. Каждая латеральная петля всегда содержит одну и ту же последовательность ДНК и остаётся в вытянутом состоянии на протяжении всего роста ооцита, вплоть до начала конденсации хромосом. Латеральная петля может содержать одну или несколько транскрипционных единиц с поляризованным РНП-матриксом, покрывающим ДНП-ось петли. Вместе с тем, большая часть ДНК остается в конденсированном состоянии и организована в хромомеры в осях хромосом типа ламповых щёток.

Благодаря гигантским размерам и выраженной хромомерно-петлевой организации, хромосомы типа ламповых щёток на протяжении многих десятилетий служат удобной моделью для изучения организации хромосом, работы генетического аппарата и регуляции экспрессии генов во время профазы мейоза I. Кроме того, хромосомы этого типа широко используются для картирования последовательностей ДНК с высокой степенью разрешения, изучения феномена транскрипции некодирующих белки тандемных повторов ДНК, анализа распределения хиазм и др.