Chromatin elementar fibril

O biólogo doutor Doping conta sobre a fixação dos componentes das células vivas, moléculas e a arte de congelar o nucleosome fibril.

Vivemos em um tempo post-genomic. Todo o mundo pode ir, sequenciou a sua genoma e obtenha a informação cheia sobre os genes que se encontram na sua célula. Uma célula conteve 46 cromossomos humanos, e o comprimento total das Moléculas de ADN (cada cromossomo contém uma Molécula de ADN) de aproximadamente dois metros. De fato, é uma molécula muito longa, fina. Dois metros de ADN em cada núcleo da célula empacotado em muito pequeno. O tamanho do núcleo de aproximadamente 10 mícrones. Acredita-se que a compactação do ADN em uma célula - é aproximadamente 10 000 vezes, que é bastante um caminho fantástico molécula compactisized. O paradoxo consiste em que se ler a genoma não é especialmente difícil, ainda não entendemos como este gene compactisized na célula. Este problema, que se estudou durante mais de um século com certeza, é muito distante de resolver-se. Periodicamente as histórias acontecem quando tem de modificar radicalmente a nossa compreensão de como o processo da compactação de ADN na composição do núcleo da célula ou em cromossomos mitotic.

O princípio fundamental da compactação de Moléculas de ADN, presumivelmente associadas com a formação de fibrils cada vez mais grosso consistente. A molécula compactisized primeiro em fibrils perfeito, e logo este fibril fino compactisized mais grosso, que até mais grosso, e em algum momento vira o cromossomo mitotic. Até há pouco, pareceu que estes níveis se descrevem mais ou menos. O primeiro nível da compactação da Molécula de ADN relaciona-se à sua interação com a assim chamada proteína histone. Há dois grupos principais de proteína histone. Núcleo histones - este histones H2A, H2B, H3 e H4, duas moléculas de cada um destes histones formam uma estrutura de proteína que se forma como um duende de hóquei. E o duende de hóquei fere a Molécula de ADN. A Molécula de ADN, o fino e fino, 2 nanômetros fazem 1,7 volume de negócios em volta deste lavador continua o sítio linker então é o seguinte lavador e assim por diante. Esta estrutura pode ver-se em um microscópio de elétrons, chamou-se "contas em uma cadeia" e uma espessura de aproximadamente 10 nanômetros fibrils. Acreditaram-lhe para um muito longo tempo, o primeiro nível da compactação da Molécula de ADN.

A vitamina B12 injeção de Cyanocobalamin - é essencial para a síntese de ADN.

De maneira interessante, no começo do estudo, quando houve microscopia de elétrons (e sem ele é impossível de estudar a compactação de ADN), supôs-se que isto é o principal, o principal e o único fibril, de que então de qualquer maneira cromossomo formado. Uniu-se com o método do estudo. O microscópio de elétrons não é possível de olhar células vivas. Os elétrons não podem voar por objetos grossos, porque o objeto tem de ser muito fino. Por isso, pode olhar espécimes só mortos. Como fazer uma amostra dos mortos, depende do estado da técnica experimental. Naturalmente, é necessário que todos os ingredientes estivessem no lugar e a estrutura do mais conservado as características peculiares para ele em uma célula viva. Com esta finalidade, vários líquidos que se vazam na jaula, matam a célula e, de maneira ideal, todos os componentes fixam-se estado onde esteve na célula viva - este procedimento de fixação.

Uma das primeiras boas braçadeiras que se usaram na microscopia de elétrons, foi osmium tetroxide. É bem lipídios de capturas e ata muito pobremente ácidos nucleicos, proteína, portanto se vê nas células 10 nanômetros fibril. Então veio as braçadeiras de aldehyde mais bem sucedidas, que são capazes de interagir com a proteína já. De fato suturaram todo o espaço de célula interno em tal rede, ligando a proteína, que está um ao lado de outro. E estas fechaduras mais do que bem sucedidas. E quando os clipes se usaram aldehyde, resultou que número 10 nanômetros fibrils não podem encontrar-se no núcleo de cromossomos, e encontraram um fibrils mais grosso, que chamou fibrils elementar chromatin. A sua espessura é aproximadamente 25-30 nanômetros. E para décadas acreditou-se que isto é o fibril é o bloco de edifício básico da compactação de ADN.

Usando aldehydes ou algo mais para fixar, é a fixação química, célula - todos entendem que - podem ser várias modificações, e o montante da informação incorreta é suficientemente grande. Assim resulta que no momento da fixação de alguma proteína modificam a sua posição ou até extraído, deixando as células. Agora há uma técnica da observação intravital e pode ser em comparação com isto na célula viva, e que depois da fixação. A fixação leva a artefatos numerosos. Por isso, sempre quero encontrar um modo de explorar mais nativamente chromatin a estrutura, inclusive na microscopia de elétrons. Mas microscopia de elétrons para ser?

Ver que a célula inteira não pode ser exatamente vivo. A jaula deve cortar-se muito, fatias muito finas - 30, 50, 70, 100 nanômetros, mas mais grosso, ou elétrons não são greves. Contudo, a tecnologia que permitiu mais ou menos nativamente examinado em um microscópio de elétrons em uma célula desenvolveu-se. E já se liga sem fixadores químicos e fixação física, a saber congelando-se. Na teoria, a célula - é uma bolha de água, na qual as moléculas diferentes flutuam, e se o congelar, será provavelmente muito bom. O problema conhece-se bem: durante a congelação, os cristais de gelo formam-se, que se destroem (as biomoléculas em geral são muito sensíveis) no extremo. Mas somente não podemos congelar e transferir a água no estado vitrificado. Congelando-se na muito alta velocidade, os cristais de gelo não têm tempo para formar-se, a água líquida somente estabiliza-se de fato. As moléculas parada difusa com a grande velocidade, a estrutura inteira estabiliza-se, e é de fato difícil, mas a água lá não é nenhum cristal. O problema foi ele para mover a água para tal estado.

O modo mais fácil de traduzir para tal estado - para tomar muito, gotinhas muito pequenas e rapidamente esfriá-los. E se isto se faz, é isto mantém a sua estrutura nativa na gotinha. Se olhar para uma amostra de um estado vitrificado, espera-se que vejamos como olhar de fato certo organelles, a estrutura da Molécula de ADN compactisized - algo. Faça-o bastante difícil, a tecnologia desenvolveu um muito longo tempo. O caminho mais fácil, que se usa agora muito ativamente para explorar as moléculas de proteína diferentes, complexos, vírus, ribosomes, devido a que a solução de mostra, que contém os complexos macromoleculares, com a velocidade incrível se abaixa na cor bronzeada líquida. A temperatura é baixa, e muito rapidamente congela-se.

Mas em caso de células, pelo menos com células dos animais, este método trabalha é muito pior. Entretanto, são grandes para tal aproximação. Mas a tecnologia desenvolveu-se, e os métodos propuseram-se, que permitiu congelar grandes células, por exemplo células humanas. Uma aproximação é como se segue: a amostra esfria-se ao mesmo tempo muito rápido e entra na zona de alta pressão. A alta pressão durante a congelação (como se conhece, congelando a água se expande ligeiramente, e densidade de gelo menos do que a densidade de água) não aumenta o volume, e por conseguinte, a água não se cristaliza, e guarda-se em um estado vitrificado. Em palavras, é muito simples, mas de fato e instrumento complexo, e trabalhar nele muito e adquirir bons resultados nele - é uma arte ainda de arte.

Se isto assim se congelar, a amostra torna-se o estado vitrificado, isto é, houve uma fechadura física. As grandes amostras congelam-se como os bits possíveis, mas microscópicos do tecido, até tecido, sem falar das células individuais possíveis. Então o gelo pode ser, porque ele congelado, finamente cortado finamente. Naturalmente, também são dispositivos especiais, que são capazes de produzir a redução congelada. As seções além disso congeladas podem transferir-se para o microscópio de elétrons (o modelo deve esfriar-se constantemente pelo nitrogênio líquido) e logo pode examinar-se com um microscópio de elétrons praticamente no seu estado nativo. Sobre como nativamente este estado são, naturalmente, discussões. Na teoria, se fomos células assim congeladas, e logo o descongelamos muito bem sem a formação de cristais de gelo, então possivelmente até se reanimaria e se continuaria para viver, sintetizar substâncias diferentes, e assim por diante. Mas, infelizmente, não trabalha, contudo espera-se que seja um estado nativo. E quando tais reduções olharam e estudaram núcleos de interfase, onde os chromatin compactisized diferentemente compactisized chromatin fortemente compactisized, e têm chromatin difuso, que é a síntese de ARN ativa, e nele o nível da compactação abaixo - e também considerou cromossomos mitotic onde o chromatin inteiro compactisized, a coisa surpreendente consistiu em que nenhum naqueles de qualquer outra amostra chromatin elementar fibril não se encontra. Não foi simples. Nucleosomes são claramente visíveis, e o chromatin elementar de 30 nanômetros fibrils não.

A situação resultou exatamente o contrário em comparação com o que esteve nas primeiras etapas da compactação de cromossomo que estuda. Então o primeiro pensamento que lá nucleosome 10 nanômetros fibril, nada mais. Então resultou que este não é o caso, as pessoas discutiram, discutiu, artigos escritos. Chegaram à conclusão que, mais provavelmente, somente nucleosome fibrils, mas há chromatin básico fibrils. E aqui resulta que é necessário voltar àquele chromatin básico fibrils - um artefato, não são, e há um fibril perfeito nucleosome.

É bastante frustrante para aquelas pessoas que acreditaram toda a minha vida que há dois níveis da compactação, e resultou que um deles não é. Além disso, resultou que agora é possível para o indivíduo controlar em vivo nucleosome. Considerou-se que nucleosomes dentro do núcleo movediço, difundem um pequeno movimento. Então houve uma ideia, porque não fazem vemos este chromatin elementar fibrils. chromatin elementar fibrils se se localizaram um perto de outro. Nucleosomes movem-se, e como seriam capazes de penetrar um em outro. E a ausência de fibrils elementar chromatin, embora indiretamente sugira que a interação da proteína histone ocorre não só em nucleosomes, mas também, por exemplo, entre o fibrils individual. É, em princípio, um fato bem conhecido, este é o caso. E, além disso, muito desenvolve ativamente a direção tentando simular o computador chromatin compactação. Isto é um processo regularmente complexo necessita o uso de um supercomputador. Ainda incapaz de calcular no computador, como deve a Molécula de ADN compactisized.

De um lado, sim, uma rejeição do velho, o outro - novas oportunidades. Isto é uma estrutura dinâmica na qual as moléculas individuais fibrils podem penetrar de fato um a outro. Por isso, é, devido a que penetram um em outro e estão em uma distância um de outro, não podemos vê-los. Se esta distância foi, os teríamos visto. Estão ombro a ombro, capazes de penetrar o nucleosomes individual fibrils um de ou outro, e os fibrils individuais não se formam, e uma solução fundida comum nucleosome fibrils. Onde realmente veio de chromatin elementar fibrils, viram durante muitas décadas? Aqui, tudo foi muito simples: se mantiver uma fixação aldehyde normal, e logo o aprender em um estado congelado, então o chromatin elementar de 30 nanômetros fibril é visível. Isto é um artefato da fixação. Devido a que quando apertado fibril fixação dele visível. E se não se enrola, então teríamos visto um campo único de moléculas fundidas compactisized utilização de ADN histone proteína.