Chromatin élémentaire fibril

Le biologiste Dr Doping répète de la fixation des composantes de cellules vivantes, molécules et l'art de congeler le nucleosome fibril.

Nous vivons dans un temps post-genomic. Chacun peut aller, sequenced son génome et obtenir l'information complète des gènes qui sont trouvés dans sa cellule. Une cellule a contenu 46 chromosomes humains et la longueur totale des molécules d'ADN (chaque chromosome contient une molécule d'ADN) d'environ deux mètres. En fait, c'est une molécule très longue, mince. Deux mètres d'ADN dans chaque noyau de cellule emballé dans le très petit. La grandeur du noyau d'environ 10 microns. On croit que le compaction d'ADN dans une cellule - est environ 10 000 fois, qui est tout à fait une voie fantastique la molécule compactisized. Le paradoxe consiste en ce que si vous lisez le génome n'est pas particulièrement difficile, nous ne comprenons pas toujours comment ce gène compactisized dans la cellule. Ce problème, qui a été étudié depuis plus d'un siècle à coup sûr, c'est très loin d'être résolu. Périodiquement les histoires arrivent quand vous devez changer radicalement notre compréhension de comment le processus d'ADN compaction dans la composition du noyau de cellule ou dans les chromosomes mitotic.

Le principe fondamental du compaction de molécules d'ADN, vraisemblablement associées à la formation de fibrils de plus en plus épais conséquent. La molécule compactisized d'abord dans fibrils parfait et ensuite ce fibril mince compactisized plus épais, qu'encore plus épais et à un point cela tourne le chromosome mitotic. Jusqu'à récemment, il a semblé que ces niveaux sont décrits plus ou moins. Le premier niveau de compaction de la molécule d'ADN est rattaché à son action réciproque avec de soi-disant protéines histone. Il y a deux groupes principaux de protéines histone. Le cœur histones - cet histones H2A, H2B, H3 et H4, deux molécules de chacun de ces histones forment une structure de protéine qui est formée comme un palet de hockey. Et le palet de hockey blesse la molécule d'ADN. La molécule d'ADN, le mince et mince, le 2-nanometers font 1,7 chiffre d'affaires autour de cette machine à laver continue le site linker est alors la machine à laver suivante et cetera. Cette structure peut être vue dans un microscope électronique, on l'a appelée "les perles sur une ficelle" et une épaisseur d'environ 10 nanometers fibrils. On l'a cru depuis une très longue période, le premier niveau de compaction de la molécule d'ADN.

La vitamine B12 l'injection de Cyanocobalamin - est essentielle pour la synthèse d'ADN.

De façon intéressante, au début de l'étude, quand il y avait la microscopie électronique (et sans cela est impossible d'étudier l'ADN compaction), il a été supposé que ce soit le principal, le principal et seul fibril, duquel alors d'une façon ou d'une autre le chromosome formé. Il a été raccordé avec la méthode pour l'étude. Le microscope électronique n'est pas possible à regarder des cellules vivantes. Les électrons ne peuvent pas voler par les objets épais, parce que l'objet doit être très mince. Donc, vous pouvez regarder échantillons seulement morts. Comment faire un échantillon des morts, il dépend de l'état de la technique expérimentale. Naturellement, il est nécessaire que tous les ingrédients soient dans l'endroit et la structure du plus retenu les traits particuliers à cela dans une cellule vivante. À cette fin, une variété de liquides qui sont versés sur la cage, ils tuent la cellule et, idéalement, toutes les composantes sont fixées l'état où c'était dans la cellule vivante - cette procédure de fixation.

Une des premières bonnes pinces d'arrêt qui ont été utilisées dans la microscopie électronique, était l'osmium tetroxide. C'est bien des captures lipids et attache très pauvrement des acides nucléiques, des protéines, donc il est vu dans les cellules fibril 10-nanometer. Est venu alors les pinces d'arrêt d'aldéhyde plus réussies, qui sont capables de communiquer avec les protéines déjà. Ils ont suturé en fait tout l'espace de cellule intérieur dans un tel réseau, en reliant les protéines, qui sont à côté de l'un l'autre. Et ces serrures plus que réussies. Et quand les clips étaient l'aldéhyde utilisé, il s'est trouvé qu'aucun fibrils 10-nanometer ne peut pas être trouvé dans le noyau de chromosomes et a trouvé fibrils plus épais, qui a appelé fibrils élémentaire chromatin. Son épaisseur est environ 25-30 nanometers. Et pour les décennies on a cru que c'est le fibril est l'élément de construction fondamental d'ADN compaction.

En utilisant des aldéhydes ou quelque chose d'autre pour fixer, c'est la fixation chimique, la cellule - tous pensent que cela - peut être une variété de changements et la quantité de renseignements incorrects est suffisamment grande. Cela arrive ainsi qui au moment de la fixation de quelques protéines changent leur endroit ou même extrait, en quittant les cellules. Maintenant il y a une technique d'observations intraessentielles et peut y être comparé dans la cellule vivante et qu'après la fixation. La fixation mène à de nombreux objets fabriqués. Donc, je veux toujours trouver une façon d'explorer plus natalement chromatin la structure, en incluant dans la microscopie électronique. Mais la microscopie électronique pour être ?

Voir que la cellule entière ne peut pas être exactement vivo. La cage devrait être coupée très, les tranches très minces - 30, 50, 70, 100 nanometers, mais plus épais, ou les électrons ne sont pas des grèves. Cependant, la technologie qui a permis plus ou moins natalement vu dans un microscope électronique à une cellule a été développée. Et il est déjà relié sans fixatives chimique et fixation physique, en gelant à savoir. Dans la théorie, la cellule - est une bulle d'eau, dans laquelle de différentes molécules flottent et si vous le congelez, ce sera bien probablement. Le problème est bien connu : pendant la congélation, les cristaux de glace sont formés, qui sont détruits (biomolecules sont très tendres en général) dans l'extrême. Mais nous pouvons congeler non seulement et transférer de l'eau dans l'état vitrifié. En gelant à la très grande vitesse, les cristaux de glace n'ont pas de temps pour se former, l'eau liquide est en fait juste stabilisée. Les molécules l'arrêt diffus avec la grande vitesse, la structure entière est stabilisée et c'est en fait dur, mais l'eau n'est là aucun cristal. Le problème était cela pour déplacer de l'eau dans un tel état.

La façon la plus facile de traduire dans un tel état - pour prendre très, les très petites gouttelettes et rapidement les refroidir. Et si c'est fait, c'est cela maintient sa structure natale dans la gouttelette. Si vous regardez un échantillon d'un état vitrifié, on espère que nous verrons comment en fait regarder un certain organelles, une structure de la molécule d'ADN compactisized - n'importe quoi. Rendez-le tout à fait difficile, la technologie a élaboré une très longue période. La voie la plus facile, qui est utilisée maintenant très activement pour explorer les différentes molécules de protéine, les complexes, les virus, ribosomes, en raison du fait que la solution de promotion, qui contient les complexes macromoléculaires, avec la vitesse incroyable est baissée dans le bronzage liquide. La température est basse et est congelée très vite.

Mais en cas des cellules, au moins avec les cellules d'animal, cette méthode travaille est beaucoup plus mauvais. Enfin, ils sont grands pour une telle approche. Mais la technologie s'est développée et on a proposé des méthodes, qui a permis de congeler de grandes cellules, les cellules par exemple humaines. Une approche est comme suit : l'échantillon est refroidit en même temps très vite et entre dans la zone de haute pression. La haute pression pendant la congélation (comme est connu, en congelant de l'eau se développe légèrement et la densité de glace moins que la densité d'eau) n'augmente pas le volume et par conséquent, l'eau ne cristallise pas et est conservée dans un état vitrifié. Dans les mots, c'est très simple, mais en fait et l'instrument complexe et y travailler dur et y recevoir de bons résultats - c'est un art toujours d'art.

Si c'est ainsi congelé, l'échantillon devient l'état vitrifié, c'est-à-dire il y avait une serrure physique. De grands échantillons sont congelés comme les morceaux possibles, mais microscopiques de tissu, même tissu, sans parler des cellules individuelles possibles. Alors la glace peut être, parce que cela congelée, finement coupée finement. Naturellement, ce sont aussi des appareils spéciaux, qui sont capables de produire la coupure congelée. Les sections plus loin congelées peuvent être transférées au microscope électronique (le modèle doit être constamment refroidit par l'azote liquide) et ensuite il peut être vu avec un microscope électronique pratiquement dans leur état natal. De comment natalement cet état sont, évidemment, des discussions. Dans la théorie, si nous étions des cellules ainsi congelées et l'avons décongelé ensuite très bien sans la formation de cristaux de glace, alors peut-être il serait même réanimé et continué pour vivre, synthétiser de différentes substances, et cetera. Mais, malheureusement, il ne travaille pas, cependant on espère que c'est un état natal. Et quand de telles réductions ont regardé et ont étudié des noyaux d'interphase, où les chromatin compactisized de différentes manières compactisized chromatin fortement compactisized et ont chromatin diffus, qui est la synthèse d'ARN active et dans cela le niveau de compaction ci-dessous - et a aussi regardé des chromosomes mitotic où chromatin entier compactisized, la chose surprenante a consisté en ce qu'aucun dans ceux d'autres échantillons chromatin élémentaire fibril n'est pas trouvé. Ce n'était pas simple. Nucleosomes sont clairement visibles et chromatin élémentaire 30-nanometer fibrils non.

La situation a retourné exactement l'opposé comparé à ce que c'était dans les premiers stades de chromosome faisant les études compaction. Alors la première pensée que là nucleosome fibril 10-nanometer, rien d'autre. Alors il s'est trouvé que ce n'est pas le cas, les gens ont discuté, ont discuté, ont écrit des articles. Ils sont arrivés à une conclusion que, probablement, juste nucleosome fibrils, mais il y a chromatin fondamental fibrils. Et ici il se trouve qu'il est nécessaire de retourner à ce chromatin fondamental fibrils - un objet fabriqué, ils ne sont pas et il y a fibril parfait nucleosome.

Il est tout à fait frustrant pour ces gens qui ont cru toute ma vie qu'il y a deux niveaux de compaction et il s'est trouvé qu'un d'entre eux n'est pas. De plus, il s'est trouvé que maintenant il est possible pour l'individu de surveiller dans vivo nucleosome. Il a été constaté que nucleosomes dans le noyau instable, ils diffusent un petit mouvement. Alors il y avait une idée, pourquoi ne font pas nous voyons ce chromatin élémentaire fibrils. chromatin élémentaire fibrils s'ils ont été localisés l'un près de l'autre. Nucleosomes bougent et comment ils seraient capables de pénétrer l'un dans l'autre. Et l'absence de fibrils élémentaire chromatin, bien que suggèrent indirectement que l'action réciproque de protéines histone se produit pas seulement dans nucleosomes, mais aussi, par exemple, entre fibrils individuel. C'est, en principe, un fait célèbre, c'est le cas. Et, de plus, il développe très activement la direction en essayant de simuler l'ordinateur chromatin compaction. C'est un processus assez complexe exige l'utilisation d'un superordinateur. Toujours incapable de calculer dans l'ordinateur, puisqu'il devrait la molécule d'ADN compactisized.

D'une part, oui, un refus du vieux, l'autre - nouvelles occasions. C'est une structure dynamique dans laquelle les molécules individuelles fibrils peuvent se pénétrer en fait. C'est donc, en raison du fait qu'ils pénètrent l'un dans l'autre et mentent à une distance l'un de l'autre, nous ne pouvons pas les voir. Si cette distance était, nous les aurions vus. Ils mentent côte à côte, capables de pénétrer nucleosomes individuel fibrils l'un de l'autre et fibrils individuels ne sont pas formés et une solution fondue commune nucleosome fibrils. Où est vraiment venu de chromatin élémentaire fibrils, ils ont vu depuis beaucoup de décennies ? Ici, tout était très simple : si vous tenez une fixation d'aldéhyde normale et l'apprenez ensuite dans un état congelé, donc chromatin élémentaire 30-nanometer fibril est visible. C'est un objet fabriqué de fixation. En raison du fait que quand serré fibril fixation de cela visible. Et s'il n'est pas frisé, alors nous aurions vu un champ simple de molécules fondues compactisized l'utilisation de l'ADN histone les protéines.