Die ultrastrukturelle Organisation von vorzeitig kondensierten Chromosomen / Journal of Cell Science
ZUSAMMENFASSUNG
Um die Anordnung der grundlegenden 30 nm Chromatinfaser innerhalb von Metaphasenchromosomen zu verstehen, wurden Veränderungen in der Organisation von vorzeitig kondensierten Chromosomen (PCC) als Funktion des Fortschreitens durch den Zellzyklus untersucht. Die unter dem Lichtmikroskop beobachteten strukturellen Merkmale von PCC wurden mit denen verglichen, die durch Rasterelektronenmikroskopie erhalten wurden. PCC mit unterschiedlichem Kondensationsgrad wurden erhalten, indem mitotische HeLa-Zellen mit Interphasenzellen fusioniert wurden, die zu verschiedenen Zeiten im Zellzyklus synchronisiert waren. PCC aus G1-Zellen bestehen aus ziemlich dicht gepackten Bündeln gewundener Chromatinfasern. Die Dichte der Faserpackung entlang der Längsachse von G1-Phasen-PCC ist geringer und weniger gleichmäßig als die von Metaphasenchromosomen. Frühe G1 PCC weisen Gyres auf, die auf ein despiralisiertes Chromonema hindeuten. Die kondensierten Domänen in G1 PCC scheinen als supergewickelte Schleifen organisiert zu sein; während fasersparse Domänen aus Längsfasern bestehen, die entlang der Chromosomenachse verlaufen. Als die Zellen in Richtung S-Phase fortschritten, zeigte sich im PCC ein größerer Anteil stark ausgedehnter Regionen mit prominenten Längsfasern. Das pulverisierte Auftreten von S-Phasen-PCC unter dem Lichtmikroskop entsprach den stark kondensierten, sich schlingenden Faserdomänen, die durch ausgedehntere Segmente mit Längsfasern getrennt sind, die mit dem Rasterelektronenmikroskop sichtbar gemacht werden. Aktive Stellen der DNA-Synthese werden impliziert, um innerhalb der ausgedehnten Längsfasern lokalisiert zu werden. Die postreplikative Chromosomenreifung erstreckt sich über die G2-Periode und scheint eine Umlagerung der verlängerten Längsfasern in gepackte Schleifenfasercluster zu beinhalten, die dann verschmelzen.
Diese Beobachtungen stützen das 1980 von Mullinger & Johnson vorgeschlagene Modell zur Verpackung von DNA in Chromosomen. Kurz gesagt, Dieses Modell legt nahe, dass das Chromonema jedes Metaphasenchromatids Regionen enthält, die aus gefalteten Längschromatinfasern sowie Schlingenfasern bestehen, die an unterschiedlichen Brennpunkten aus der Achse austreten. Das endgültige Niveau der Chromatinpackung in Metaphasenchromosomen wird durch Spiralisierung des Chromonems erreicht.
