Хромосомный уровень Хромосомы обеспечивают структурную организацию наследственного

Хромосомный уровень Хромосомы обеспечивают: • структурную организацию наследственного материала, • реализацию наследственной информации • распределение генетического материала в делении клеток. Хромосомы состоят из хроматина: • ДНК около 40%, • белки около 60%, • РНК, липиды, полисахариды, ионы металлов. Белки хромосом: • гистоны - основные (щелочные) белки (H 1, H 2 A, H 2 B, H 3 и H 4). • негистоновые кислые белки • РНК в составе хромосом • Mg++, Ca++участвуют в образовании третичной структуры.

В ходе клеточного цикла интерфазные и митотические хромосомы переходят друг в друга по ходу и различаются плотностью упаковки ДНК. В зависимости от степени спирализации ДНК различают: 1. Эухроматин, 2. Гетерохроматин • Конституитивный гетерохроматин, • Факультативный гетерохроматин.

Нуклеосомы – субъединицы хроматина

Уровни компактизации ДНК. Модель складчатой нити. 1. Нуклеогистоновая нить (фибрилла диаметром около 10 нм) - комплекс ДНК с гистонами в виде «бусы на нити» . Спираль ДНК делает 1, 75 витка (146 пар нуклеотидов) вокруг нуклеосомы. Участки ДНК между соседними нуклеосомами называются связующими или линкерными (60 пн). Витки ДНК на коре нуклеосомы удерживаются гистоном H 1,

2. Хроматиновая фибрилла (30 нм, 6 -7 нуклеосом один виток ). 3. Петлевые домены (на стадии профазы хроматиновая фибрилла укладка - 300 нм, 30 -100 тысяч пн). 4. Компактные петли (700 нм). Компоненты домена закрепляются негистоновыми белками на внутриядерном матриксе 5. Метафазная хромосома. Дальнейшая компактизация приводит к образованию хроматид.

Деление клеток обеспечивает: 1. Воспроизведение. (Амеба) 2. Рост и развитие. (2 бластомера) 3. Обновление тканей. (красный косный мозг)

Клеточный (митотический) цикл. G 1 предсинтетический период подготовки к синтезу ДНК, • S период синтеза ДНК, • G 2 постсинтетический период подготовки к делению, • М процесс клеточного деления), • иногда выделяют Go — стадию между М и G 1

Регуляция клеточного цикла. Клетки находящиеся в митотическом цикле могут: • Продолжать делится или • Временно прекратить деления (Go стадия), • Вступить в процесс дифференцировки, • Могут запустить процесс апоптоза, • Клетки могут подвергнуться бластной трансформации.

Циклин-зависимые киназы (Сdks) играют ключевую роль в поочередной смене фаз МЦ. Для активации Сdk требуется связывание с циклином 1. Стадия сверки G 1 у млекопитающих — G 1 checkpoint. G 1 -циклины связывается с Cdk и активирует ее. Cdk фосфорилирует ключевые белки, необходимые для перехода в S-период. Как только циклин активирует Cdk, уровень циклинов уменьшается из-за усиления процессов протеолиза. 2. Существует стадия сверки целостности ДНК.

3. Стадия сверки G 2 находится на границе G 2 и М. Синтез и накопление митотических циклинов происходит в S-фазе. Циклины связываются с молекулами Cdk с образованием молекул митоз-стимулирующего фактора (MPF ). Молекулы MPF за счет фосфорилирования протеинов обеспечивают вступление клетки в митоз. На стадии анафазы циклин MPF деградирует: • происходит завершение митоза, • выход клетки из М-фазы, • стимулируются события, необходимые для перехода клетки в G 1.

Контроль клетки за прохождением клеточного цикла. Сигналы ведущие к Сdks могут быть: внутренними Возможные причины остановки цикла в сверочной точке G 1 -период 1. 2. 3. Двухцепочечные разрывы в молекулах ДНК Неправильная сегрегация хромосом во время предыдущего деления Разрушение системы микротрубочек. S-период Недостаток нуклеотидов в клетке. G 2 -период 1. Незавершенность репликации участков хромосом. 2. Значительные повреждения ДНК метафаза митоза Неправильная сборка веретена деления.

Внешними 1. Действие митогенов и антимитогенов. • Факторы роста • Действие фактора некроза опухолей (ФНО). 2. Прикрепление клеток к внеклеточному матриксу. 3. Контактное торможение пролиферации.

Апоптоз. Генетически запрограммированная гибель клетки может запускаться факторами внутриклеточной и внеклеточной среды. «Апоптоз изнутри

«Апоптоз по команде» обусловлен внешними воздействиями

В результате бластной трансформации раковые клетки потеряли систему контроля клеточного цикла в результате стойкого изменения активности определенных генов.

Кариотип - диплоидный набор хромосом клетки Образован парами гомологичных хромосом. Содержит аутосомы и половые хромосомы. Кариотип исследуют используя цитогенетический метод.

Денверовская номенклатура (1960 г. ) выделяет 7 групп хромосом: A - хромосомы 1, 2 и 3 пар, B – 4 и 5 пары, C – 6 -12 пары, D – 13 -15, E – 16 – 18, F – 19 и 20 пары, G – 21 и 22. половые хромосомы – 23 пара.

Парижская номенклатура (1971 г. ) основана на применении дифференциальных окрасок хромосом. В хромосомах выявляется поперечная исчерченность, так называемые бэнды (диски) В хромосоме выделяют плечи ( q и р), районы и сегменты.

Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) использует разные флуорохромы, которыми метят разные зонды ДНК. Гибридизации позволяют выявить фрагменты молекул ДНК. FISH используют для анализа хромосомных перестроек человека.