Хроматин, гетерохроматин, упаковка генома

Содержание

Слайд 2

Seminars in Cell & Developmental Biology 18 (2007)

Seminars in
Cell & Developmental Biology 18 (2007)

Слайд 3

4 2

4

2

Слайд 4

Слайд 5

Уровни упаковки генома Двойная спираль 10 нм фибрилла 30 нм фибрилла

Уровни упаковки генома

Двойная спираль

10 нм фибрилла

30 нм фибрилла

Петельные домены

Фрагмент
конденсированной
хромосомы

Метафазная
хромосома

2 нм 1х

10

нм 6х

30 нм фибрилла 40х

Петельные домены 700х

Интерфаза

?

Из статьи: 
Controlling the double helix
Gary Felsenfeld and Mark Groudine
Nature 421, 448-453

Слайд 6

Нуклеонема (10 нм) 15’ 12’ 9’ 6’ MN Olins&Olins (1974) vanHolde (1974) Noll (1974)

Нуклеонема (10 нм)

15’ 12’ 9’ 6’

MN

Olins&Olins (1974)

vanHolde (1974)

Noll (1974)

Слайд 7

Нуклеонема (10 нм) 146 пн – нуклеосома, 166 п.н. – нуклеосома+Н1, 200 п.н. – нуклеосома+Н1+линкер

Нуклеонема (10 нм)

146 пн – нуклеосома, 166 п.н. – нуклеосома+Н1, 200

п.н. – нуклеосома+Н1+линкер
Слайд 8

Фазирование нуклеосом Фиксированное расположение нуклеосом Вирус MMTV, Участок начала репликации SV40,

Фазирование нуклеосом

Фиксированное расположение нуклеосом
Вирус MMTV,
Участок начала репликации SV40,
βmayor-глобиновый

ген мыши,
альфоидная ДНК АЗМ

Возникает
при наличии в определенном районе генома барьера для распространения нуклеосом (напр. места связывания белковых факторов)
При наличии последовательности, на которой нуклеосома располагается с большим предпочтением (напр. Изогнутые, на которых фазированно расположены каждые 10 пар блоки из 2-3 АТ)

Слайд 9

Гистоны Основные типы H1 (H5 у птиц), H2A, H2B, H3, H4

Гистоны

Основные типы H1 (H5 у птиц), H2A, H2B, H3, H4
Обогащены

лизином и аргинином, преимущественно на C и N-концах (хвостах)
Сходная вторичная структура
Слайд 10

Вариантные формы гистонов H1, H2A, H2B, H3 Кодируются отдельным однокопийным геном

Вариантные формы гистонов H1, H2A, H2B, H3

Кодируются отдельным однокопийным геном (кроме H3.3)

CENP-A

(CiD дрозофилы, CSE4 дрожжей) = СenH3
H3.3 – вариант транкрипционно активного хроматина
H3.lt – вариант специфичный для семенников
hTSH2b, H2BFWT – формы H2B. Известны только в сперматозоидах
macroH2A – гистон неактивной X-хромосомы. 57% негомологично ни одному из гистонов
H2ABbd – компонент активного хроматина
H2A.Z – компонент активного хроматина
H2A.X – в местах репарации ДНК
Слайд 11

Модификации гистонов Меняют заряд гистонового хвоста Привлекают специфичные белки

Модификации гистонов

Меняют заряд гистонового хвоста
Привлекают специфичные белки

Слайд 12

«Гистоновый код» Совокупность сигналов, экспонированных на поверхности нуклеосом (включая как присутсвие

«Гистоновый код»

Совокупность сигналов, экспонированных на поверхности нуклеосом (включая как присутсвие вариантов

гистонов, так и наличие модификаций основных и вариантных их форм)
Слайд 13

Гистоновый код Genome-Wide Views of Chromatin Structure Oliver J. Rando and Howard Y. Chang 2009

Гистоновый код

Genome-Wide Views of Chromatin Structure
Oliver J. Rando and Howard Y.

Chang
2009
Слайд 14

Histone 3 barcode (Hake, Allis; 2006)

Histone 3 barcode (Hake, Allis; 2006)

Слайд 15

Фибрилла 30 нм Зиг-заг Соленоид

Фибрилла 30 нм

Зиг-заг Соленоид

Слайд 16

Роль H1 и хвостов октамерных гистонов в образовании 30-нм фибриллы Изменения

Роль H1 и хвостов октамерных гистонов в образовании 30-нм фибриллы

Изменения структуры

30 нм фибриллы при взаимодействии с белками
Слайд 17

АТФ-зависимые комплексы ремоделирования хроматина Перемещение нуклеосом вдоль молекулы ДНК и размещение

АТФ-зависимые комплексы ремоделирования хроматина

Перемещение нуклеосом вдоль молекулы ДНК и размещение нуклеосом

на равном расстоянии друг от друга
Частичная декомпактизация нуклеосом, сопряженная с изменением спектра контактов ДНК и гистонов
Перемещение нуклеосомных глобул с одной молекулы ДНК на другую
Замена канонических гистонов на вариантные

Решают проблемы, связанные с нуклеосомной организацией

Слайд 18

Принципы работы Основные 4 группы SWI\SNF ISWI CHD INO80

Принципы работы

Основные 4 группы
SWI\SNF
ISWI
CHD
INO80

Слайд 19

Высшие уровни упаковки хроматина Соленоид? Латеральное взаимодействие соседних фибрилл? Радиально-петлевая модель ?

Высшие уровни упаковки хроматина

Соленоид?
Латеральное взаимодействие соседних фибрилл?
Радиально-петлевая модель ?

Слайд 20

Радиально-петлевая модель Двойная спираль 10 нм фибрилла 30 нм фибрилла Петельные

Радиально-петлевая модель

Двойная спираль

10 нм фибрилла

30 нм фибрилла

Петельные домены

Фрагмент
конденсированной
хромосомы

Метафазная
хромосома

2 нм 1х

10 нм

6х

30 нм фибрилла 40х

Петельные домены 700х

Интерфаза

?

Слайд 21

Доменная гипотеза организации эукариотического генома Весь геном построен из однотипных блоков

Доменная гипотеза организации эукариотического генома

Весь геном построен из однотипных блоков -

доменов, которые
могут включать один или несколько генов

Домены в целом находятся под контролем особых регуляторных
систем, которые контролируют их транскрипционный статус на уровне
упаковки (более компактной или менее компактной) всего домена в
интерфазной хромосоме

Активный домен

Неактивный домен

Слайд 22

Хромосомы типа ламповых щеток

Хромосомы типа ламповых щеток

Слайд 23

Хромосомный скэффолд

Хромосомный скэффолд

Слайд 24

1947. Mirsky, Ris. Фракция остаточных белков при солевой экстракции хромосом 1948.

1947. Mirsky, Ris. Фракция остаточных белков при солевой экстракции хромосом
1948. Zbarsky,

Debov. сообщили о существовании в ядре фракции белков, не экстрагируемых растворами солей высокой концентрации (2 М NaCl).
1962. Zbarsky et al, 1962; Georgiev and Chentsov, 1962 - препараты ядер, обработанные сходным образом, сохраняют очертания ядра и в них выявляются четко различимые остаточное ядрышко и участки гетерохроматина
1974. . Berezney and Coffey опубликовали статью о биохимическом получении фракции остаточных белков и предложили термин “ядерный матрикс”.
Слайд 25

ЯМ – это…. Компоненты ЯМ ламина, внутренний матрикс остаточное ядрышко Остаточная

ЯМ – это….

Компоненты ЯМ
ламина,
внутренний матрикс
остаточное ядрышко

Остаточная структура клеточного ядра,

сохраняющая архитектурные черты клеточного ядра и включающего ядерную ламину, поровый комплекс, остаточное ядрышко, фиброгранулярную сеть распределенную по всему объему ядра
Слайд 26

Препарат ядерного матрикса Фиброгранулярная сеть эдектронноплотные гранулами Остаточное ядрышко Ламина (A/C, B) Поровый комплекс

Препарат ядерного матрикса

Фиброгранулярная сеть
эдектронноплотные гранулами

Остаточное ядрышко

Ламина (A/C, B)

Поровый
комплекс

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Непрерывный клеточный скелет Figure 1 Transmission electron micrograph (X47,000) of a

Непрерывный клеточный скелет

Figure 1 Transmission electron micrograph (X47,000) of a portion

of nuclear matrix (left) and surrounding cytoplasm. Cytoskeletal filaments are clearly visible. The mouse fibroblast cells were extracted with detergent to remove lipids and further treated with DNase I. In 1895, E. B. Wilson, looking through the light microscope, reported that the nucleus was traversed by fibers that were continuous with those of the cytoplasmic reticulum and that surrounded the chromatin. (From Capco et al., 1982; courtesy of S. Penman.)
Слайд 30

ДНК компонент ЯМ

ДНК компонент ЯМ

Слайд 31

Слайд 32

Regulating the mammalian genome: the role of nuclear architecture Ronald Berezney (2002) SAR/MAR consensus - ?

Regulating the mammalian genome: the role of
nuclear architecture
Ronald Berezney (2002)

SAR/MAR consensus

- ?
Слайд 33

Alexey Gavrilov, Sergey V. Razin, and Olga V. Iarovaia Department of

Alexey Gavrilov, Sergey V. Razin, and Olga V. Iarovaia

Department of Structural

and functional organisation of chromosomes
Institute of Gene Biology
Moscow

Mapping of the nuclear matrix-bound chromatin hubs
by a new M3C experimental procedure

Слайд 34

Метод 3С (chromosome conformation capture)

Метод 3С (chromosome conformation capture)

Слайд 35

Presentation and interpretation of 3C data

Presentation and interpretation of 3C data

Слайд 36

Слайд 37

A model to test M3C approach – a fragment of chicken

A model to test M3C approach –
a fragment of chicken chromosome

14 including the α-globin gene domain
Слайд 38

In chicken genome ~170 Kb DNA fragment located downstream to the

In chicken genome ~170 Kb DNA fragment located downstream to the

alpha-
Globin gene domain is inverted, comparing to a human genome
Слайд 39

Matrix 3C (M3C) – an experimental procedure to analyze the spatial

Matrix 3C (M3C) –
an experimental procedure to analyze the spatial proximity

of nuclear matrix-bound DNA fragments.

The protocol includes:
high salt extraction of nuclei
removal of distal parts of unfolded DNA loops using restriction enzyme treatment
ligation of the nuclear matrix-bound DNA fragments
analysis of ligation frequencies

Слайд 40

Comparison “3C” and “M3C” interactions in erythroid cells

Comparison “3C” and “M3C” interactions in erythroid cells

Слайд 41

Chromatin hub conception The chromatin hub is a spatial unit of

Chromatin hub conception

The chromatin hub is a spatial unit of

genes and their regulatory elements

β-globin gene domain
(Tolhuis et al., 2002, Mol Cell)

α-globin gene domain
(Zhou et al., 2006, MCB)

Th2 cytokine gene domain
(Cai et al., 2006,
Nat Genet)

Слайд 42

Слайд 43

Белки ЯМ

Белки ЯМ

Слайд 44

Белки ЯМ

Белки ЯМ

Слайд 45

Nuclear matrins : Identification of the major nuclear matrix proteins HIROSHI

Nuclear

matrins

:

Identification of the major

nuclear matrix proteins

HIROSHI NAKAYASU*

AND

RONALD

BEREZNEYt

PNAS, 1991

Matrin

3 Binds and Stabilizes

mRNA

Salton et al.,

2011

Белки ЯМ (Nakayasu, Berezney, 1991)

Слайд 46

The Functional Levels of Higher Order Chromatin Organization Are Associated With the Nuclear Matrix

The Functional Levels of Higher Order Chromatin
Organization Are Associated With

the Nuclear Matrix
Слайд 47

1. The nuclear matrix is composed of a major group of

1. The nuclear matrix is composed of a major group of

~dozen highly conserved proteins (termed nuclear matrins: PNAS 88, 1991: 10,312) and many other (100’s) less abundant ones including those with cell type, tissue, species, developmental and human tumor (bladder, breast, uterine, cervical, prostate, colon and kidney cancer) specificity.

2. Many of the nuclear matrins are pre-mRNP, RNA splicing or transcriptional factors but many have yet to be identified.

3. Matrin 3 is an ~ 96 kDa protein that contains 2 Zn finger motifs, RNA Recognition Motifs (RRM’s) and an acidic rich domain at the C-T common among transcriptional activators (J Biol Chem 266, 1991: 9893)

Nuclear Matrix Proteins

Слайд 48

4. Matrin Cyp (cyclophilin) a ~88 kDa protein that contains the

4. Matrin Cyp (cyclophilin) a ~88 kDa protein that contains the

complete cyclophilin protein sequence at the N-T and SR repeats - characteristic of splicing factors – within the carboxyl half. The protein has peptidylprolyl cis-trans isomerase activity and co-localizes with splicing factor-rich nuclear speckles (J. Biol Chem. 273, 1998: 8183)
5. Matrin SRm 160 (~160 kDa protein) is an exon junction splicing factor (Mol. Cell. Biol. 22, 2002: 148).
6. Matrin 250 (~250 kDa) is the hyperphosphorylated form of RNA pol II LS (PNAS 93, 1996: 8253). 7. Matrin SCAF 8 (140 kDa) contains SR-rich motifs and a binding domain specific for hyperphosphorylated CTD of RNA pol II LS (Mol. Cell Biol. 18, 1998, 2406)

Nuclear Matrix Proteins (cont.)

Слайд 49

Nuclear Matrix Proteins (cont.) DNA (Chromatin) Loop Anchoring Proteins or MAR/SAR

Nuclear Matrix Proteins (cont.)
DNA (Chromatin) Loop Anchoring Proteins
or MAR/SAR Binding Proteins

????
DNA Topoisomerase
SAF-A and SAF-B (Bind both DNA and RNA)
SAT B1 – MAR protein specific for lymphocytes
What else ???? More Research is needed at the levels of DNA (chromatin loops), multi-loop chromatin domains ( ~1 mbp domains) and whole chromosome territories.
Слайд 50

Saf-a/hnRNP U a b c d Lobov et al., 2000 Lobov et al., 2000

Saf-a/hnRNP U

a

b

c

d

Lobov et al., 2000

Lobov et al., 2000

Слайд 51

Saf-a/hnRNP U specifically interacts with β-actin in the nucleus Actin and

Saf-a/hnRNP U specifically interacts with
β-actin in the nucleus

Actin and hnRNP

U cooperate for productive transcription by RNA Polymerase II
Kukalev A et al., Nature, 2005
Слайд 52

Actin binds Saf-a/hnRNP U in vivo 0.5 mM DSP (dithiobis- succinimidyl-

Actin binds Saf-a/hnRNP U in vivo

0.5 mM DSP
(dithiobis-
succinimidyl-
propionate)

Nuclear extract
preparation

8M Urea

DNase I
Pull

down
Слайд 53

: a hypothesis PNAS, 1985 Principles of Intracellular Protein Transport: 1999 Nobel Prize

: a hypothesis PNAS, 1985

Principles of Intracellular Protein Transport:
1999 Nobel Prize


Слайд 54

Vimentin NLS Reichenzeller et al., 2000

Vimentin NLS

Reichenzeller et al., 2000

Слайд 55

Слайд 56

MA et al., JCB, 1999, Figure 1 Chromosome territories are maintained

MA et al., JCB, 1999, Figure 1

Chromosome territories are maintained

after extraction of WI-38 cells for DNA- rich nuclear matrix, but are disrupted when RNase A digestion precedes 2.0 M NaCl extraction

Intact Cell

DNA – rich in situ Nuclear Matrix

RNase A + 2.0M NaCl

Слайд 57

MA et al., JCB, 1999, Figure 2 Relationship of nuclear matrix

MA et al., JCB, 1999, Figure 2

Relationship of nuclear matrix

structure to chromosome territory disruption in NHF-1 cells
Слайд 58

MA et al., JCB, 1999, Figure 4 Protocol for releasing nuclear

MA et al., JCB, 1999, Figure 4

Protocol for releasing nuclear

matrix associated proteins that correlates with disruption of chromosome territories
Слайд 59

Зависимость структуры ядерного матрикса от обработки 0.1M 0.35M

Зависимость структуры ядерного матрикса
от обработки

0.1M
0.35M

Слайд 60

MAJOR CONCLUSIONS OF MA et al., 1999 Chromosome territory organization is

MAJOR CONCLUSIONS OF MA et al., 1999

Chromosome territory organization is maintained

after in situ extraction of cells with 2M NaCl for nuclear matrix preparation (Fig 1)
Disruption of nuclear matrix organization by pre-treatment with RNase A before 2M NaCl extraction leads to a corresponding disruption of territorial organization (Fig 1 & 2)
The finding that extraction with ammonium sulfate at similar ionic strength (0.65 M) as 2M NaCl following RNase does not lead to territorial disruption (Fig 2) has led to a procedure to isolate proteins that are released in association with disruption of territories (Fig 4)
These released proteins comprise a distinct subset of proteins in nuclear matrix preparations (Fig 5) and are termed CTAPs (Chromosome Territory Anchoring Proteins)
Слайд 61

Hendzel et al (1999) – в интерхроматиновом пространстве не выявляется нуклеопротеиновая

Hendzel et al (1999) – в интерхроматиновом пространстве не выявляется нуклеопротеиновая

сеть
Pederson (2000) – в ядре нет места для волокон ЯМ
Misteli etal (1997) - Стационарное положение интерхроматиновых доменов объясняется высокой концентрацией белков и нуклеопротеинов в интерхроматиновом пространстве.
Hancock (1999) - Анализ методик получения ЯМ показывает, что каждый из шагов получения ЯМ (инкубация при 37оС, обработка соединениями меди, дийодсалицилатом лития, NaCl или (NH4)2SO4 и т.п.) приводит к образованию артефактных белок-белковых комплексов. Филаментная сеть, наблюдавшаяся первыми исследователями, есть как результат артефактной агрегации.
Tan et al. (2000) - белки рибонуклеопротеиновых комплексов при инкубации их при 37оС и обработке их 2-меркаптоэтанолом и высокими концентрациями солей образуют филаменты 7-10 нм.
Слайд 62

Однако, существование одного из компонентов ядерного матрикса – промежуточнофиламентной ламины in

Однако, существование одного из компонентов ядерного матрикса – промежуточнофиламентной ламины in

situ и in vivo не подвергается сомнению (Stuurman et al., 1998; Broers et al., 1999).
Известно, что во внутреннем пространстве ядра располагаются белки, способные к полимеризации в филаментноподобные структуры – ламины, ядерный актин, NuMa, белок порового комплекса Tpr (Moir et al., 1994; Parry, 1994; Hozak et al., 1995; Jagatheesan et al., 1999; Pedersen, 2000).
Показано, что эти белки не принимают участия в формировании внутриядерных филаментов in vivo (Parry, 1994; Moir et al., 1994; Hozak et al., 1995; Nickerson, 1995; Jagatheesan et al., 1999).
Однако обсуждается возможность формирования небольших локальных филаментных сетей (gene expression matrices) в местах активной транскрипции (Pedersen, 2000
Слайд 63

Структурные белки цитоплазмы Поддержание формы клетки Локомоция Участие в межклеточных контактах

Структурные белки цитоплазмы

Поддержание формы клетки
Локомоция
Участие в межклеточных контактах
Регуляторные функции
Опосредование вне-

и внутриклеточных сигналов
Слайд 64

Какие функции нужны в ядре? Поддержание формы клетки Локомоция Участие в

Какие функции нужны в ядре?

Поддержание формы клетки
Локомоция
Участие в межклеточных контактах
Регуляторные функции


Опосредование вне- и внутриклеточных сигналов
Отделение ядерного пространства
Контроль за транспортом внутри ядра
Слайд 65

Нужен ли ядру скелет? Chr 6 MHC CEN

Нужен ли ядру скелет?

Chr 6

MHC

CEN

Слайд 66

Что нам осталось от концепции ЯМ 1. Петельно-доменная организация генома Figure

Что нам осталось от концепции ЯМ

1. Петельно-доменная организация генома

Figure 12. Insulator

elements organize the chromatin fiber in the nucleus by establishing separate compartments of higher-order chromatin structure. (A) Domains of open chromatin (yellow nucleosomes) are flanked by insulators (pink, blue and green spheres) that interact together to form a loop. (B) Diagram showing part of a nucleus with compartmentalized chromatin, anchored in part to the nuclear periphery by interactions of the insulators with the nuclear lamina (red lines).
Слайд 67

Schumaker et al., 2003 Что нам осталось от концепции ЯМ? Ламины

Schumaker et al., 2003

Что нам осталось от концепции ЯМ?

Ламины и актин

– структурные белки ядра.
Слайд 68

Dahl K N , and Kalinowski A J Cell Sci 2011;124:675-678

Dahl K N , and Kalinowski A J Cell Sci 2011;124:675-678

©2011

by The Company of Biologists Ltd
Слайд 69

ЯМ – как сеть опорных промежуточных филаментов – неверная гипотеза НО

ЯМ – как сеть опорных промежуточных филаментов – неверная гипотеза
НО его

изучение позволило открыть сложную сеть взаимодействующих трансляционных, регуляторных, репликационных и т.д. комплексов и понять механизмы пространственной организации генома
Мы также получили удобный метод для изучения белков, взаимодействующих с определенной фракцией генома – некодирующей ДНК, активно транскрибируемой ДНК и реплицирующейся ДНК
Слайд 70

Схема организации высших уровней упаковки хроматина 40% ядерного скаффолда SC1 =

Схема организации высших уровней упаковки хроматина

40% ядерного скаффолда
SC1 = топоизомераза II

(Topo II)
SC2 - Topo I из семейства белков
XCAP C & E
Слайд 71

Петельные домены несомненно есть Основные белки, участвующие в формировании петель –

Петельные домены несомненно есть
Основные белки, участвующие в формировании петель – Топоизомеразы,

РНП-комплексы.
Некоторые из них ассоциированы с локальными скелетными (напр. актиновыми) филаментами
Слайд 72

Shaping the Genome with Non-Coding RNAs. Wang et al., Current Genomics, 2011

Shaping the Genome with Non-Coding RNAs. Wang et al., Current Genomics,

2011
Слайд 73

Модели высших уровней упаковки хроматина

Модели высших уровней упаковки хроматина

Слайд 74

AFM

AFM

Слайд 75

Хромосомные территории “Вермишель на тарелке” – хроматиновые нити, беспорядочно распределенные по

Хромосомные территории

“Вермишель на тарелке” – хроматиновые нити, беспорядочно распределенные по ядру
“Клубки

ниток” – компартментализация ядра: каждая хромосома занимает свою «хромосомную территорию», в которую другие хромосомы не проникают (Bovery, 1888, 1903; T. Cremer)
Слайд 76

Первые эксперименты T. Cremer (1983)

Первые эксперименты T. Cremer (1983)

Слайд 77

Multicolor FISH

Multicolor FISH

Слайд 78

Плечи хромосом не перекрываются

Плечи хромосом не перекрываются

Слайд 79

Слайд 80

Субдоменная организация хромосомной территории (Verschurre et al., 1999)

Субдоменная организация хромосомной территории (Verschurre et al., 1999)

Слайд 81

Активные гены могут быть удалены от основной части ХрТ Вся ли

Активные гены могут быть удалены от основной части ХрТ

Вся ли хромосома

покрыта пробой?
Весь ли сигнал от ХрТ мы видим?
В любом случае, если это все площадь одной хромосомы, то хромосомы должны перекрываться
Слайд 82

Сателлитная ДНК также может проникать в соседник ХрТ

Сателлитная ДНК также может проникать в соседник ХрТ

Слайд 83

Слайд 84

Интерхроматиновое пространство

Интерхроматиновое пространство

Слайд 85

Есть ли упорядоченность в 3-d организации интерфазного хроматина?

Есть ли упорядоченность в 3-d организации интерфазного хроматина?

Слайд 86

Distribution of large and small chromosomes in interphase nuclei of human diploid fibroblasts

Distribution of large and small chromosomes in interphase nuclei of human

diploid fibroblasts
Слайд 87

Distribution of large and small chromosomes in spherical nuclei of human lymphocytes

Distribution of large and small chromosomes in spherical nuclei of human

lymphocytes
Слайд 88

There is a reproducible size-correlated pattern of radial chromosome arrangement: large

There is a reproducible size-correlated pattern
of radial chromosome arrangement:
large

chromosomes are located
towards the periphery of the nucleus
small chromosomes have
a central position

Большие хромосомы тяготеют к периферии
ядра

Маленькие хромосомы тяготеют к центру

Слайд 89

How mobile are the chromosome territories in the interphase nucleus ?

How mobile are the chromosome territories
in the interphase nucleus ?

What determines

the size-correlated
distribution of chromosomes ?

Какой механизм расставляет хромосомы по размеру?

Насколько подвижны хромосомные
территории в интерфазе

Слайд 90

1st cycle 3d cycle after at least 6 cycles HeLa cells

1st cycle

3d cycle

after at least 6 cycles

HeLa cells expressing H2b-GFP after

replication labeling
(with Cy3-dUTP) and segregation of chromosome territories
Слайд 91

Cell cycles: . . . . . Labeling scheme Observation period

Cell
cycles:

. . . . .

Labeling scheme

Observation period

Слайд 92

Chromosome territories move little, if at all, during interphase СТ почти не двигаются в интерфазе

Chromosome territories move little, if at all, during interphase

СТ почти не

двигаются в интерфазе
Слайд 93

What determines the size-correlated distribution of chromosomes ? We suggest that

What determines the size-correlated
distribution of chromosomes ?

We suggest that

the answer to this question is
in the positioning of chromosomes in the mitotic cells.
Слайд 94

prometaphase rosette of human fibroblast with labelled small and large chromosomes

prometaphase rosette of
human fibroblast with labelled
small and large chromosomes

scheme showing the

distribution of
large and small chromosomes
in the prometaphase rosette
Слайд 95

We suggest that the difference in the distribution of small and

We suggest that the difference in the distribution
of small and

large chromosomes is simply inherited
from their arrangement in mitosis
Слайд 96

One more important aspect of order in interphase chromosomes arrangement Однако, это не абсолютно

One more important aspect of order
in interphase chromosomes arrangement

Однако, это не

абсолютно
Слайд 97

Distribution of gene-poor chromosomes in spherical nuclei of human lymphocytes Y маленькая, но и мало генов

Distribution of gene-poor chromosomes in spherical nuclei of human lymphocytes

Y маленькая,

но и мало генов
Слайд 98

Gene content affects chromosome distribution in spherical nuclei of lymphocytes Обогащение\обедненность

Gene content affects chromosome distribution
in spherical nuclei of lymphocytes

Обогащение\обедненность генами влияет

на
позицию хромосом в круглом ядре лимфоцитов
Слайд 99

Distribution of gene-poor and gene-dense chromosomes in spherical nuclei of human T-cell leicemia (Jurkat) cells

Distribution of gene-poor and gene-dense chromosomes in spherical nuclei of human

T-cell leicemia (Jurkat) cells
Слайд 100

The distribution of chromatin homologous to human chromosomes #18 and #19

The distribution of chromatin homologous to human chromosomes #18 and #19

in lymphoblastoid cells of higher primates corresponds to the positions of these chromosomes in human despite rearrangements of karyotypes
Слайд 101

Gene density affects the distribution of interphase chromosomes: gene-poor chromosomes tend

Gene density affects the distribution of interphase
chromosomes: gene-poor chromosomes

tend to occupy
a peripheral position, gene-dense chromosomes
are located in the interior of spherical lymphocyte nuclei
Observations on tumor cells and primates imply that DNA sequences affect the positions of chromosomes containing these specific sequences
Слайд 102

The differential positioning of gene-poor and gene-dense chromosomes necessitates selective movements

The differential positioning of gene-poor and
gene-dense chromosomes necessitates selective
movements during

telophase/ beginning of G1

The forces which drive gene-poor and
gene-dense chromosomes to their specific
positions in interphase nuclei and
timing of these movements remain unknown

Различные позиции ген-бедных и ген-богатых хромосом
требует направленного движения в телофазе\начале G1

Механизм и время распределения хромосом неизвестны

Слайд 103

Nuclei are characterized by a reproducible pattern of radial chromosome arrangement

Nuclei are characterized by a reproducible pattern
of radial

chromosome arrangement

Side-by-side chromosome arrangement varies
between nuclei of individual cells

Для ядер характерен воспроизводимый рисунок
радиального распределения хромосом

В ядрах отдельных клеток распределение хромосом
варьирует

Слайд 104

Seven chromosome territories (1- 6 and Z) in chicken fibroblast nucleus visualized by multi-colour 3D FISH

Seven chromosome territories (1- 6 and Z) in chicken fibroblast
nucleus

visualized by multi-colour 3D FISH
Слайд 105

24-color FISH on 3D preserved human diploid fibroblast nuclei

24-color FISH on 3D preserved human diploid fibroblast nuclei

Слайд 106

When and how do chromosomes change their neigborhood ? Does this

When and how do chromosomes
change their neigborhood ?

Does this change

take place during interphase ?

Когда и как хромосомы меняют соседей?

Бывают ли изменения в интерфазе?

Слайд 107

Cell cycles: Labeling scheme Observation period . . . . .

Cell
cycles:

Labeling scheme

Observation period

. . . . .

Слайд 108

When and how chromosomes change their neigborhood ? Does this change

When and how chromosomes
change their neigborhood ?

Does this change take

place during interphase ?

NO !

Does it take place during mitosis ?

Хромосомы меняют соседей во время митоза ?

СТ не перемещаются в интерфазе

Слайд 109

What a role do different stages of mitosis play in chromosome

What a role do different stages of mitosis play in

chromosome shuffling ?


Manders et al (1999)
JCB, 144(5): 813-821
+
our observations

?

Во время какой фазы митоза хромосомы перемешиваются?

Слайд 110

Two sister nuclei of chicken fibroblasts after M-FISH

Two sister nuclei of chicken fibroblasts after M-FISH

Слайд 111

Symmetrical arrangements of chromosome territories #4 (red), #7 (blue), and #21

Symmetrical arrangements of chromosome territories #4 (red), #7 (blue), and #21

(green) in daughter HeLa cells visualized by 3-colour 3D-FISH

The relative positions of chromosomes
change little during anaphase/telophase

Слайд 112

What a role do different stages of mitosis play in chromosome

What a role do different stages of mitosis play in

chromosome shuffling ?





Слайд 113

Relative positions of chromosome territories #7 and #10 revealed by 3D-

Relative positions of chromosome territories #7 and #10
revealed by 3D-

FISH in a clone of 4 HeLa cells

Positions of chromosomes are symmetrical in sister cells
but different in pairs of cousin cells

Слайд 114

What a role do different stages of mitosis play in chromosome shuffling ?

What a role do different stages of mitosis play in

chromosome shuffling ?
Слайд 115

Shuffling of chromosomes takes place in prometaphase During telophase, the chromosome

Shuffling of chromosomes takes place in prometaphase
During telophase, the

chromosome arrangement established
in metaphase is mainly retained
In telophase / early G1, chromosomal arrangement may be
modified by specific movements of gene-dense and
gene-poor chromosomes

Хромосомы перемещаются друг относительно друга в прометафазе

Порядок хромосом в метафазе сохраняется в телофазе

Позиции хромосом могут модифицироваться в соответствии
с обогащенностью генами в телофазе\G0

Слайд 116

Conclusions The arrangement of chromosome territories is ordered with regard to

Conclusions
The arrangement of chromosome territories is ordered
with regard

to size and gene-content of chromosomes
Chromosome territories do not move significantly
during the interphase
The positions of chromosomes in the interphase nucleus are
basically predetermined by their positions in mitotic cells
Neighborhoods of chromosomes are different
between individual cells. Reshuffling of chromosomes
takes place during the prophase - prometaphase transition

Расположение СТ зависит от величины хромосомы и ее насыщенностью генами

СТ не двигаются в интерфазе

Позиция хромосомы в метафазной пластине определяет позицию СТ в ядре

Слайд 117

University of Munich Department of Biology II Chair of Anthropology and

University of Munich
Department of Biology II
Chair of Anthropology
and Human Genetics
Thomas

Cremer Laboratory:

Andreas Bolzer
Alessandro Brero
Felix Habermann
Claudia Weierich
Marion Cremer
Hide Tanabe
Michaela Neusser
Stefan Müller
Lothar Schermelleh
Joachim Walter
Daniela Köhler

Kirchhof-Institute of Physics,
University of Heidelberg
Christoph Cremer Laboratory:

Johann von Hase
Enzo Calcagno
Gregor Kreth

J.Wienberg, University of Munich (LMU)
M.Ferguson-Smith, University of Cambridge
M.Speicher, Technical University of Munich (TU)
A.Jauch, University of Heidelberg
K.Sullivan, Scripps Research Institute
W.C.Earnshaw, University of Edinburgh

Слайд 118

- Предыдущая
Формализованные методы прогнозирования
Следующая -
Влияние английского языка на нашу жизнь

Похожие презентации

Генетические заболевания
Фотосинтез 6 класс
Методы нанодиагностики. Биосенсоры, биочипы
Размножение и индивидуальное развитие организмов. Онтогенез
Садовые цветы
Презентация на тему Симбиоз
Подбор растений в уголках природы в разных возрастных группах ДОУ
Витамины: за или против
Ткани. Типы тканей и их свойства.
Тест по теме Биосфера
Растения потогонного действия
Развитие эволюционных идей. Доказательства эволюции.
Атомная энергетика – за и против.
Тип членистоногие (Arthropoda) Методическая разработка урока Учитель биологии ЦО № 627 ЦАО г. Москвы Сухова Н.И.
Тип Кишечнополостные
Геном человека
Презентация на тему "Как животные чистят зубы?" - скачать презентации по Биологии
Дружда между лошадьми
Проект урока в 6 классе (УМК Н.И.Сонина) Организм как целостная система Автор: Николаева Славяна Борисовна учит
Презентация на тему "Условия жизни растений" - скачать презентации по Биологии
Викторина по природоведению
Леса России. Деревья и кустарники
Живое вещество – источник нафтидов. Геологическая эволюция ЖВ
Ayurveda cosmetics. Отражение внутренней гармонии
Ахатина – идеальный домашний питомец для современного человека
Наука о растениях – ботаника. Мир растений
(пособие для учащихся по окружающему миру )
Гиганты и карлики растительного мира
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть