- Главная
- Журналы
- Актуальные статьи
- 2018
T. Cremer, M. Cremer, C. Cremer
4D-нуклеом: компартментализация генома в контексте эволюции
Изучение 4D-нуклеома посвящено пониманию как организация ядра в пространстве и во времени влияет на его функционирование, в том числе на профиль экспрессии генов, репликацию хроматина и поддержание целостности генома. В обзоре приводятся доказательства того, что 4D-компартментализация генома возникла уже в мире прокариот. В ядре животной или растительной клетки хромосомы занимают определенные территории, получившие название хромосомных территорий (CTs), внутри которых можно выделить хроматиновые домены (CDs) размером ~1 млн п.н., построенные, в свою очередь, из более мелких субдоменов хроматина и организованные в более крупные кластеры хроматиновых доменов (CDCs). Свидетельства в пользу такой крупномасштабной организации хроматина, полученные первоначально с помощью методов микроскопии, подтверждены результатами работ и использованием методов фиксации (захвата) конформации хромосом (особенно метода Hi-C). Показано, что в ядрах клеток млекопитающих
существуют топологически ассоциированные домены хроматина (TADs) размером ~1 млн п.н., разделенные границами. Мутации, приводящие к разрушению этих границ, вызывают нарушение процессов развития и рак. Нуклеосомы впервые появились в виде тетрамеров у представителей царства архей и далее эволюционировали с образованием октамеров, каждый из которых построен из 8 молекул гистонов (двух H2A, двух H2B, двух H3 и двух H4). Необходимо отметить, что нуклеосомы были утрачены в ходе эволюции типа Dinoflagellate. Хромосомы Dinoflagellate остаются в конденсированном состоянии на всем протяжении клеточного цикла, но архитектура их хромосом коренным образом отличается от архитектуры хромосом других эукариот. В целом, сохранение в ходе эволюции многоклеточных животных фундаментальных черт макроорганизации хроматина в клеточном ядре предполагает существование консервативного, в настоящее время неизвестного механизма (механизмов), контролирующего поддержание этой организации. Несмотря на упомянутый консерватизм, при сравнении многоклеточных животных и протист выявляются видоспецифичные черты структурной и функциональной организации клеточного ядра.
существуют топологически ассоциированные домены хроматина (TADs) размером ~1 млн п.н., разделенные границами. Мутации, приводящие к разрушению этих границ, вызывают нарушение процессов развития и рак. Нуклеосомы впервые появились в виде тетрамеров у представителей царства архей и далее эволюционировали с образованием октамеров, каждый из которых построен из 8 молекул гистонов (двух H2A, двух H2B, двух H3 и двух H4). Необходимо отметить, что нуклеосомы были утрачены в ходе эволюции типа Dinoflagellate. Хромосомы Dinoflagellate остаются в конденсированном состоянии на всем протяжении клеточного цикла, но архитектура их хромосом коренным образом отличается от архитектуры хромосом других эукариот. В целом, сохранение в ходе эволюции многоклеточных животных фундаментальных черт макроорганизации хроматина в клеточном ядре предполагает существование консервативного, в настоящее время неизвестного механизма (механизмов), контролирующего поддержание этой организации. Несмотря на упомянутый консерватизм, при сравнении многоклеточных животных и протист выявляются видоспецифичные черты структурной и функциональной организации клеточного ядра.
Ключевые слова:
4D-нуклеом, архитектура ядра, эволюция, хроматиновые домены, топологически ассоциированные домены (TADs), компартментализация генома.
