kromosomin maalaus

8 kromosomin alue

sen sijaan, että jokainen kromosomi olisi hajallaan koko tumassa, jokaisella kromosomilla on erillinen tilavuus, jota kutsutaan kromosomialueeksi. Tämä on osoitettu kromosomimaalaus-KALAPOHJAINEN tekniikka, jossa genomi hybridisoidaan suuri määrä kromosomispesifisiä luotaimia mahdollistaa visualisointi yksittäisten kromosomien sisällä tumassa. Kromosomin säteittäiseen sijoitteluun vaikuttaa voimakkaasti sen koostumus-geeniköyhät kromosomit ovat yleensä asemissa lähempänä ydinreunaa, kun taas geenirikkaat kromosomit sijaitsevat useammin kohti sisäosia . Tätä suuntausta kuvaavat ihmisen kromosomit 18 ja 19, jotka ovat hyvin samankokoisia, mutta joiden sekvenssikoostumus on hyvin erilainen: kromosomi 18 on geeniperimältään huono, kun taas 19 on geenirikas. Bickmoren laboratorio tutki kromosomin reviirin kalojen kantoja tumassa ja havaitsi, että kromosomi 18 sijaitsi johdonmukaisesti lähempänä ydinkehää kuin kromosomi 19 sekä lymfoblastoidi-että fibroblastisolulinjoissa . Kromosomien säteittäinen sijoittelu tumassa havaittiin myös kudosspesifiseksi, ja lähempää sukua olevilla solutyypeillä havaittiin enemmän samankaltaista kromosomin sijoittelua . Ihmisen perimä sisältää myös viisi akrosentristä kromosomia, jotka sisältävät rDNA-sekvenssejä-kromosomit 13, 14, 15, 21 ja 22, jotka ovat yleensä ryhmittyneet nukleoluksen ympärille—ribosomaalisen RNA: n transkriptiokohtaan ja prosessointiin.

kromosomipaikannuksen säteissääntö vaikuttaa myös vuorotellen geenirikkaiden ja geeniköyhien segmenttien sijoittumiseen kromosomien sisällä-tällöin geenirikkaat segmentit sijaitsevat keskitetymmin, kun taas geeniköyhät alueet valtaavat alueita lähempänä periferiaa. Lisäksi kromosomialueiden sisällä transkriptioaktiiviset segmentit sijaitsevat sisäisesti ja transkriptioaktiiviset segmentit ovat reviirin pinnalla . Tämä järjestely mahdollistaa transkriptioaktiivisten alueiden käyttövalmiuden transkriptiokoneistoon ja domeeneihin, joissa on runsaasti mRNA: n metabolisia tekijöitä, kuten SC-35 foci . Kromosomialueiden hienojakoinen rakenne on kuitenkin vielä epäselvä, mikä kuvastaa sitä, ettemme tunne niitä muovaavia kromatiinirakenteita.

perimän stabiilisuuden kannalta tärkeä kromosomin paikannusmallien seuraus liittyy translokaatioihin, jotka ovat yleisin kromosomipoikkeavuus, joka on havaittu ihmispopulaatiossa. On hyvin osoitettu, että kahden kromosomin fyysinen läheisyys tumassa vaikuttaa translokaation todennäköisyyteen niiden välillä (Kuva. 23.3).

Kuva 23.3. Kromosomien ensisijainen sijainti tumassa vaikuttaa translokaation frekvenssiin.

kromosomit, joilla on sama ensisijainen säteittäinen asema tumassa (esim.kromosomit 17 ja 19), osallistuvat translokaatioihin todennäköisemmin kuin kromosomit, joilla on erilainen säteittäinen asema (esim. kromosomit 17 ja 18).

analysoitaessa eri nonpatogeenisten translokaatioiden frekvenssejä ihmispopulaatiossa ja suositeltuja kromosomien säteittäisiä asemia tumassa havaittiin, että kromosomit, joilla on samanlainen ydinasema, muodostavat translokaatioita useammin kuin sattumalta oletettiin . Toinen tutkimus pystyi osoittamaan lähellä välillä BCR ja ABL loci, mukana hyvin tunnettu t (9; 22) translokaatio muodostaa “Philadelphia” kromosomi krooninen myelooinen leukemia. Kirjoittajat osoittivat, että BCR-ja ABL–lokukset olivat lähempänä B-lymfosyyteissä kuin hematopoieettisissa progenitorisoluissa, mikä viittaa siihen, että solutyyppikohtaiset ydinorganisaation näkökohdat voivat edistää tiettyjen translokaatioiden liittymistä tiettyihin syöpätyyppeihin. Vuonna 2013 Misteli lab julkaisi tutkimuksen, jossa tutkittiin kaksijuosteisten katkosten dynamiikkaa ja myöhempää translokaatiomuodostusta elegantissa järjestelmässä: NIH3T3duo-solut koodaavat pienen määrän SceI-restriktioentsyymikohtia, jotka on integroitu eri kromosomeihin. SceI-entsyymin aiheuttaman taukoinduktion jälkeen oli mahdollista seurata katkoksia, jotka oli merkitty fluoresoivasti merkityillä Lac (LacR) – ja Tet (TetR) – repressoriproteiineilla; translokaatiomuodostus osoitettiin pitkäkestoisella, vakaalla LacR-ja TetR-signaalien rinnakkaislokalisaatiolla. Kirjoittajat pystyivät osoittamaan, että useimmat translokaatiot muodostuvat lokuksista, jotka sijaitsevat tiiviisti ennen taukoinduktiota (kontakti-ensimmäinen malli), eikä kaksijuosteisten katkosten liikkeestä proksimaalisiin paikkoihin (murtuminen-ensimmäinen malli).

kromosomialueiden analyysimenetelmien lisäksi käytetään kahta pääasiallista toisiaan täydentävää menetelmää genomin 3D-organisaation tutkimiseen korkeamman kertaluvun domeenin rakenteen tasolla: Kalapohjaiset menetelmät ja kromosomien vahvistamismenetelmät . FISH tukeutuu fluoresenssilla merkittyjen luotainten hybridisaatioon visualisoidakseen yksittäisiä lokuksia, määriteltyjä genomin osia tai kokonaisia kromosomeja. Se tarjoaa kuvan ydinrakenteen yksisolutasolla, mutta haittapuolina on, että se on aikaa vievä ja antaa rajallisen määrän tietoa pienellä resoluutiolla. Kromatiinin konformaatiokaappausmenetelmät (3C) perustuvat ydinrakenteen “jäädyttämiseen” ristisilloittamalla interaktioita tumassa, liittämällä ristisilloitettujen DNA-fragmenttien läheisyydessä olevia DNA-fragmentteja, joita seuraa PCR tai seuraavan sukupolven sekvensointi Hybridi-DNA-fragmenttien tunnistamiseksi, mikä osoittaa kontakteja. Kehittyneimmässä päässä nämä tekniikat voivat teoriassa tunnistaa kaikki mahdolliset interaktiot koko genomissa, mutta on myös haittoja. Toisin kuin FISH, 3C-tekniikat toimivat solupopulaatioissa eivätkä yksittäissolutasolla, ja ne tuottavat populaation keskiarvon, joka voi heijastaa useita erilaisia kontaktikonfiguraatioita yksisolutasolla. Huolimatta varoituksia, 3C menetelmät ovat olleet hyvin vaikutusvaltainen alalla 3D genomin organisaatio, edistää käsitettä topologisesti assosioiva verkkotunnuksia (Tad). Tad: t määritellään 900 kb: n mittaisiksi alueiksi, joissa kosketuskartat osoittavat lisääntynyttä vuorovaikutusta; Kalapohjaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että TAD: n sisällä sijaitsevat koettimet ovat fyysisesti lähempänä kuin koettimet, jotka eivät sijaitse samassa TAD: ssa vaan jotka on erotettu toisistaan samanlaisella “lineaarisella” genomietäisyydellä . Ihmisen koko genomi on jaettu noin 2000 Tad: hen, jotka ovat myös päällekkäisiä histonimerkkien jakautumisen ja muiden genomisten piirteiden, kuten replikaation ajoituksen (kuvattu myöhemmin) kanssa. Ne eivät kuitenkaan ole solutyyppikohtaisia, ja kysymys siitä, minkä tasoista rakenteellista organisaatiota ne heijastavat ja mikä niiden toiminnallinen merkitys on vielä avoinna. Mielenkiintoista on, että translokaation frekvenssimalli, joka näkyy kromosomin alueiden kanssa, voidaan jäljittää myös tad: n organisaatiotasoon—B-soluissa tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että translokaation todennäköisyys kahden lokuksen välillä on vahvasti yhteydessä niiden väliseen kontaktitaajuuteen, joka on määritelty kromosomivahvistuksen sieppauksen synnyttämissä kontaktikarttoissa .