Политеновая хромосома

редактировать
Политенные хромосомы в клетке слюнной железы Chironomus Политеновая хромосома

Политеновые хромосомы представляют собой большие хромосомы, которые содержат тысячи ДНК нитей. Они обеспечивают высокий уровень функции в некоторых тканях, таких как слюнные железы насекомых

Политенные хромосомы были впервые описаны Э.Г. Альбиани в 1881 году. Политенные хромосомы обнаружены в двукрылые мухи : наиболее изучены мухи Drosophila, Chironomus и Rhynchosciara. Они присутствуют в другой группе членистоногих класса Collembola, группе простейших Ciliophora, трофобластах и антиподальных млекопитающих, а также суспензорных клетках. в растениях. У насекомых они обычно обнаруживаются в слюнных железах, когда клетки не делятся.

Они образуются, когда повторяющиеся раунды репликации ДНК без деления клеток образуют гигантскую хромосому. Таким образом, политенные хромосомы образуются, когда несколько раундов репликации производят множество сестринских хроматид, которые остаются слитыми вместе.

Политенные хромосомы в интерфазе имеют четкие толстые и тонкие полосы. Эти шаблоны первоначально использовались для помощи в картировании хромосом, идентификации небольших хромосомных мутаций и в таксономической идентификации. Теперь они используются для изучения функции генов в транскрипции.

Содержание

  • 1 Функция
  • 2 Структура
  • 3 История
  • 4 Возникновение
  • 5 Ссылки
  • 6 Дополнительная литература
  • 7 Внешние ссылки

Функция

Помимо увеличения объема ядер клеток и увеличения количества клеток, политенные клетки могут также иметь метаболическое преимущество, поскольку множественные копии генов позволяют экспрессия гена. В Drosophila melanogaster, например, хромосомы личиночных слюнных желез подвергаются множеству циклов эндоредупликации с образованием большого количества адгезива мукопротеина («клея») перед окукливание. Другой пример внутри самой мухи - тандемное дублирование различных политенных полос, расположенных около центромеры Х-хромосомы, что приводит к фенотипу Bar у почковидных глаз.

Межполосные полосы участвуют во взаимодействии с активными белками хроматина, ремоделировании нуклеосом и комплексами распознавания источника. Их основные функции: действовать как сайты связывания для pol II РНК, инициировать репликацию и запускать ремоделирование нуклеосом коротких фрагментов ДНК.

Структура

В насекомые, политенные хромосомы обычно встречаются в слюнных железах; их также называют «хромосомами слюнных желез». Большой размер хромосомы обусловлен наличием множества продольных цепей, называемых хромонемами ; отсюда и название политен (многожильный). Они имеют длину около 0,5 мм и диаметр 20 мкм. Хромосомные тяжи образуются после многократного деления хромосомы при отсутствии цитоплазматического деления. Этот вид разделения называется эндомитозом. Политенная хромосома содержит два типа полос: темные полосы и межполосные полосы. Темные полосы окрашены в темный цвет, а промежуточные полосы слегка окрашены ядерными пятнами. Темные полосы содержат больше ДНК и меньше РНК. Промежуточные полосы содержат больше РНК и меньше ДНК. Количество ДНК в междуполосных связях колеблется от 0,8 до 25%.

Полосы политенных хромосом в определенное время увеличиваются, образуя вздутие, называемое затяжками. Образование затяжек называется затяжкой. В области затяжек хромонемы разматываются и раскрываются, образуя множество петель. Вздутие вызвано разматыванием отдельных хромомеров в полосе. Пуфы указывают место активных генов, где происходит синтез мРНК. Хромонемы затяжек по бокам образуют серию из многих петель. Поскольку эти петли выглядят как кольца, они называются кольцами Бальбиани по имени исследователя, который их обнаружил. Они состоят из ДНК, РНК и некоторых белков. Поскольку они являются участками транскрипции, присутствуют механизмы транскрипции, такие как РНК-полимераза и рибонуклеопротеины.

У простейших нет транскрипции, поскольку слойка состоит только из ДНК.

История

Политенные хромосомы первоначально наблюдались в личиночных слюнных железах из Chironomus мошек. Автор Эдуард-Жерар Бальбиани в 1881 году. Бальбиани описал хромосомные вздутия среди запутанной нити внутри ядра и назвал это «перманентной спиремой». В 1890 году он наблюдал похожую спирему у мерцающего простейшего Loxophyllum meleagris. О существовании такой спиремы у Drosophila melanogaster сообщил болгарский генетик Дончо Костофф в 1930 году. Костофф предсказал, что диски (полосы), которые он наблюдал, были «фактическими пакетами, в которых унаследованные признаки передаются из поколения в поколение».

Наследственная природа этих структур не была подтверждена до тех пор, пока они не были изучены на Drosophila melanogaster в начале 1930-х годов немецкими биологами Эмилем Хейтцем и Гансом Бауэром. В 1930 году Хайц изучил различные виды дрозофилы (D. melanogaster, D. simulans, D. hydei и D. virilis) и обнаружил, что все их межфазные хроматины в некоторых клетках были раздутыми и беспорядочными. В 1932 году он сотрудничал с Карлом Генрихом Бауэром, с которым он обнаружил, что запутанные хромосомы с отдельными полосами уникальны для клеток слюнных желез, средней кишки, мальфигиевых канальцев и мозга мух Bibio hurulunus и Drosophila funebris. Эти две статьи были опубликованы в начале 1933 года. Не зная об этих работах, американский генетик Теофилус Шикель Пейнтер сообщил в декабре 1933 года о существовании гигантской хромосомы у D. melanogaster (за которым последовала серия статей в следующем году.). Узнав об этом, Хайц обвинил Пейнтера в сознательном игнорировании их оригинальной публикации, чтобы заявить о приоритете открытия. В 1935 г. Герман Дж. Мюллер и А.А. Прокофьева установила, что отдельная полоса или ее часть соответствует гену у дрозофилы. В том же году P.C. Коллер нерешительно ввел название «политена» для описания гигантской хромосомы, написав:

Похоже, что мы можем рассматривать эти хромосомы как соответствующие парным хромосомам пахитенов в мейозе, в котором вставочные части между хромомерами были растянуты и разделены на более мелкие единицы., и в котором вместо двух нитей, лежащих рядом, у нас 16 и даже больше. Следовательно, они скорее политены, чем пахитены; Однако я не предлагаю использовать этот термин; Я буду называть их «множественными нитями».

Возникновение

Политенные хромосомы присутствуют в секреторных тканях двукрылых насекомых, таких как мальпигиевы канальцы Sciara, а также у простейших, растений, млекопитающих или в клетках других насекомых. Некоторые из наиболее крупных политенных хромосом, описанных до сих пор, встречаются в клетках слюнных желез личинок хирономид рода Axarus.

У растений они встречаются только у нескольких видов и ограничиваются яичниками и незрелые ткани семян, такие как Phaseolus coccineus и P. vulgaris (Nagl, 1981), а также тапетум пыльника Vigna unguiculata и некоторых видов Phaseolus.

Политенные хромосомы также используются для идентификации видов личинок хирономид, которые общеизвестно, что их трудно идентифицировать. Каждая морфологически отличная группа личинок состоит из ряда морфологически идентичных (родственных) видов, которые могут быть идентифицированы только путем выращивания взрослых самцов или цитогенетическим анализом политенных хромосом личинок. Кариотипы используются для подтверждения присутствия определенных видов и изучения генетического разнообразия видов с широким диапазоном генетических вариаций.

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Викискладе есть материалы, связанные с политенными хромосомами.
Последняя правка сделана 2021-06-02 10:41:14
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте