Введение к работе
Актуальность проблемы. В геноме эукариотических организмов выделяют два типа организации хроматина: деконденсированныи в интерфазе эухроматин, в котором расположена основная часть генов, и гетерохроматин, который представлен в виде компактных сильно окрашивающихся блоков на протяжении всего клеточного цикла.
Данное исследование посвящено гетерохроматину. Наиболее полным, по-видимому, является определение, данное ему А.А. Прокофьевой-Бельговской, согласно которому гетерохромаин - это "...специфические участки хромосом, ДНК которых сформирована кластерами высоко- и средне-повторяющихся, часто сателлитных, нетранскрибируемых последовательностей нуклеотидов. Обязательным свойством гетерохроматина является конденсированное состояние на протяжении всего клеточного цикла, поздняя репликация входящей в него ДНК и положительная окраска С-методом". К этому также следует добавить, что гетерохроматин исключительно обеднен генами, а так же сильно недопредставлен в политенных хромосомах.
Исследование гетерохроматина цитологически связано с рядом трудностей. Метафазные хромосомы, где с помощью дифференциальных окрасок обнаружена гетерогенность гетерохроматина, являются неактивными, тогда как в интерфазных политенных хромосомах, которые имеют значительные преимущества перед метафазными своими гигантскими размерами и постоянной активностью, гетерохроматин всех плеч в слюнных железах (СЖ) слит в общий хромоцентр, в котором можно выделить 2 типа: компактный а, и рыхлый р. Очень удачным в этом смысле оказалось открытие мутации ош, вызывающей стерильность самок. У самок, гомозиготных по данной мутации, в полиплоидных псевдопитающих клетках (ППК) ооцитов имаго возникают политенные хромосомы. Гетерохроматин в данной ткани политенизирован и структурирован в значительно большей степени, чем в СЖ. Это позволяет исследовать его более детально и сравнить гетерохроматиновые районы в хромосомах двух типов тканей: СЖ (соматические клетки) и ППК (клетки зародышевого пути). Интересную проблему представляет собой исследование зоны перехода между эу- и гетерохроматином в политенных хромосомах,
то есть той зоны, которая разделяет эти принципиально разные типы хроматина.
Цель данной работы. Целью данной работы является сравнительный цитогенетический анализ организации гетерохроматиновых районов в политенных хромосомах СЖ и ППК Drosophila melanogaster.
В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи:
Исследовать прицентромерный гетерохроматина СЖ на предмет наличия ос-гетерохроматина.
Детально исследовать прицентромерный гетерохроматин хромосом 2 и X в ППК , т.е. построить его онтогенетические карты и выявить соответствие между разными районами гетерохроматина в политенных и метафазных хромосомах.
Определить индивидуальный вклад хромосом в образование а- и р-гетерохроматина в политенных хромосомах как псевдопитающих клеток ооцитов, так и слюнных желез.
Охарактеризовать район политенных хромосом, соответствующий зоне перехода митотического эу-гетерохроматина, используя перестройки, затрагивающие данный район, и клоны ДНК, локализованные в этой зоне.
Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые построена цитогенетическая карта гетерохроматина второй и X политенных хромосом в ППК Drosophila melanogaster. Показано, что разные районы гетерохроматина дифференциально политенизируются в хромосомах соматических и зародышевых тканей. Гетерохроматин хромосомы 2 представляет собой цепь блоков ОС- и Р-гетерохроматина, тогда как в АГ-хромосоме прицентромерный район имеет дисковый рисунок, который превращается в р-гетерохроматин под влиянием модификаторов эффекта положения . Зона митотического эу-гетерохроматинового сочленения в политенных хромосомах находится в дисковом эухроматине. На основе данных выводов была предложена модель динамичной организации гетерохроматина в политенных хромосомах Суть ее заключается в том что гетерохроматин в политенных хромосомах состоит из цепи дифференциально иолитсишированных блоков Одни и те же районы по.итеншируются по-разному.в разных тканях Степень
политенизации определяется функциональной нагрузкой данного района в определенней ткани в определенный период развития. Апробация работы. Основные результаты этой работы были представлены в докладе па Второй международной конференции по гетерохроматину , 4-7 января 1995 г., Гонолулу, Гавайи, США. и в стендовом сообщении на XII Всероссийском симпозиуме по структуре и функциям клеточного ядра, 22-24 октября 1996 г., Санкт-Петербург, Россия.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов, обсуждения, а также выводов и списка цитируемой литературы, в который входит 313 ссылок. Работа изложена на 90 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков. Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.