Только половина объёма хромосомы — ДНК

Хромосома
Хромосома, как мы её себе представляем. Но всё несколько сложнее.

С помощью современных методов визуализации впервые удалось создать подробные 3D-модели всех 46 хромосом человека. Оказалось, что только половина материала хромосомы — ДНК. Это значительно меньше, чем предполагалось ранее. Но исследование показало, что до 47 процентов структуры хромосом — загадочная оболочка, которая окружает генетический материал.

О том, как функционирует оболочка хромосомы, ещё предстоит разобраться. Исследователи предполагают, что она может служить для предотвращения слияния хромосом во время процесса деления клетки.

Исследователи считают, что эта так называемая периферия хромосомы (англ. chromosome periphery) может служить для защиты от ошибок деления, которые могут быть причиной возникновения некоторых форм рака, а также врождённых заболеваний.

С момента их открытия в 1882 году, хромосомы были предметом интенсивного изучения. Несмотря на очевидный технический прогресс в области микроскопии, полная картина структуры и организации хромосом остаётся загадкой.

В Эдинбургском университете (University of Edinburgh) разработана методика, которая позволяет изучать строение хромосом с ранее недоступной учёным детализацией. Технология, известная как 3D-CLEM — это сочетание световой и электронной микроскопии с программным обеспечением для компьютерного моделирования, позволяющая создавать объёмные изображения высокого разрешения.

Анализ полученных изображений показывает, что на материал, содержащий ДНК и гистоновые белки, то есть на так называемый хроматин, приходится от 53 до 70% от всего объёма хромосомы. Остальные от 30 до 47% — периферия хромосомы.

Хроматин — это вещество хромосом, представляющее собой комплекс ДНК, РНК и белков. Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот. Именно в составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК.

Материалы исследования опубликованы в журнале Molecular Cell и находятся в свободном доступе. В работе приняли участие не только учёные Эдинбургского университета, но и представители японского Kazusa DNA Research Institute, Национального института рака (National Cancer Institute, США) и Ливерпульского университета (University of Liverpool).

Д-р Дэниел Буд (Daniel Booth), со-руководитель исследования, заявил:

«Методика визуализации, которую мы разработали для исследования хромосом, является поистине новаторской. Определение структуры всех 46 хромосом человека впервые заставляет нас пересмотреть идею о том, что они состоят почти исключительно из хроматина, предположение, которое принималось без возражений на протяжении почти ста лет».

Профессор Билл Эрншо (Bill Earnshaw), который вместе с Дэниелом Будом возглавлял исследование, сказал:

«Нам теперь придётся заново думать, как же хромосомы строятся, и как они разделяются, когда клетки делятся, поскольку генетический материал покрыт этим толстым слоем другого материала».

На видео — 3D-визуализация хромосом в клеточном ядре: