Многослойная модель объясняет структуру хромосомных аберраций в раковых клетках

Многослойная модель объясняет структуру хромосомных аберраций в раковых клетках

При делении клеток каждая хромосома метафазы содержит одну очень длинную молекулу ДНК, связанную с гистоновыми белками и образующую длинные хроматиновые нити с множеством нуклеосом. Во всех известных хромосомных моделях хроматин сложен петлеобразно или образует сети нерегулярной структуры. Неожиданные результаты микроскопистов из лаборатории хроматина под руководством профессора Джоан-Рамона Дабана (биохимический отдел кафедры биохимии и молекулярной биологии Автономного университета Барселоны) свидетельствуют о том, что хроматин метафазных хромосом складывается в виде многослойных плит. В результате была создана модель, в которой хроматин уложен в виде тонких листов, ориентированных перпендикулярно оси хромосомы. Недавно было показано, что эта модель хорошо объясняет вытянутую цилиндрическую форму и механические свойства хромосом.

Для исследования внутренней структуры хромосом были использованы изображения из работ доктора Дабана. Были измерены углы ориентации G- и R-групп по отношению к оси хромосомы; в среднем они составили 88-91 градусов. Такая ортогональная ориентация наблюдается даже для самых тонких полос. Таким образом, в трех измерениях полосы хроматина образуют некие дискообразные структуры, которые могут быть очень тонкими, в результате короткие участки ДНК могут полностью занимать поперечное сечение хромосомы. Кроме того, для сестринских хроматидных обменов получающиеся поверхности соединения тоже плоские, и наблюдаемый угол ориентации этих поверхностей около 90 градусов. Поверхности соединений в хромосомных транслокациях, имеющих место при различных карциномах и гемобластозах, также плоские; средние значения углов ориентации этих поверхностей в транслокациях составляют 90-92 градуса.

Все эти результаты выявили геометрические ограничения, которые необходимо учитывать для проверки моделей организации хроматина в метафазных хромосомах. Ортогональная ориентация и плоская геометрия поверхностей соединения в хромосомных транслокаций могут быть легко объяснены именно если хромосомы сложены из тонких слоев хроматина.

Результаты этого исследования могут быть использованы для понимания трехмерной организации ДНК в хромосоме и структурных основ цитогенетических методов, используемых для диагностики наследственных заболеваний и рака. Работа была опубликована в многопрофильном журнале Scientific Reports издательской группы Nature.

По материалам Alpha Galileo, Geek Journal