Главная | Обратная связь

СИНАПТОНЕМАЛДЫ КОМПЛЕКС

Жоғарыда аталғандай, рекомбинация гомологиялық хромосомалардың будандасуының алғашқы қадамы болып табылады. СНК құрастыру, қызмет жасауы және сұрыптауының барлық циклі І мейоз фазасына жатқызылады. Мұнымен қатар, І профазаның подфазаларға бөлінуін нақ СНК «өмірлік циклі» анықтайды: лептотена көршілес хроматидтар арасындағы біліктік элементтер түзілуімен сипатталады (синаптонемалды комплекстің біліктік элементтері ядерлік матрикс және хромосомалық сүйекке (chromosomal scaffold) еш қатысы жоқ)); зиготена сатысында көлденең филаменттер қалыптаса бастайды, олар екі гомологиялық хромосаның біліктік құрылымын біріктіреді; СНК толық қалыптасуы пахитенге өтуі көрсетеді, ал СНК сұрыпталуы – пахитеннен дисплотенге өтуі көрсетеді. Дәл диплотен сатысында хиазмаларды, олар біршама ерте түзілсе де, классикалық микроскоп көмегімен көруге болады.

Алғашқы екі тізбектік ажыраулар ДНК-ға лептотена сатысында енгізіледі. Мейотикалық екі тізбектік ажыраулардың барлығы кроссинговерге алып келмейтінін атап кеткен жөн. Кейбір ажыраулар гомологиялық хромосома арасында өте үлкен ара қашықтықта генетикалық ақпарат алмасуды береді. Ажыраулардың қомақты бөлігі гомологиялық емес матрицада емес көршілес хроматидада «репарирленеді». Дегенмен, мұндай ажыраулар СНК қарастыруда қызығушылық танытпайды, себебі гомологтардың будандасуын қалыптастыруда және қолдауда ешқалай қатыспайды. Сонымен қоса, мейотикалық рекомбинацияның есте калар ерекшеліктерін айта кеткен жөн. Әр гомологиялық хромосома жұбында кем дегенде бір жұп хиазма түзілу керек. Дегенмен, көптеген организмде гомологтың бір жұбында хиазм саны екі немесе үшке артық. Кроссинговер кейбір ауданда осы ауданда орналасқан екінші кроссинговердің ықтималдылығын біршама төмендетеді. Бқл құбылысты кроссинговердің оң интерференциясы деп аталады. Әзірге кроссинговердегі құбылыстар реті және саны қай әдіспен реттелетіні анық емес.

Синаптонемалды комплекстің негізгі компоненттері болып ZMM тобының ақуыздары (Zip-Msh-Mer – СНК негізгі ақуыздары бойынша S. cerevisiae), сонымен қоса SCP2 және SCP3 ақуыздары табылады. Қысқартылған ZMM Zip1/Zip2/Zip3/Zip4, Msh4/Msh5 және Mer3 ақуыздарын біріктіреді. Ашытқыдан басқа, бұл ақуыздардың гомологы жануар мен өсімдіктерде анықталған. Mer3 өзімен хеликазаны көрсетеді; Msh4 және Msh5 бактериалды MutS ақуызызының гомологы болып табылады; және гетеродимер түрінде қызмет етеді; Zip2, Zip3, Zip4 ақуыздары басқа ақуыздарды сумоилирлеу және убиквитинилирлеуіне қатысады.

Хеликаза Mer3 және гетеродимер Msh4/5 ДНК екеулік спиралінің гомологиясының донор-аумағына нуклеофиламент ДНК-Dmc 1енгізу үшін қажет. Mer3 бастапқы дуплекстан шамамен 600 жұп нуклеотид аралығында бір тізбекті ығыстырып шығарады. Түзілген құрылыммен Msh4/5 әрекеттеседі. Бұл гомологтар MutS, басқаларға қарағанда Холлидэяның дара құрылымымен (екеулігімен емес) байланысады (44 сурет). Төмендеу эффективтілікпен Msh4/5 Холлидэя құрылымының ізбасары – 3-соңынан шығатын және «көзі бар» дуплекс комплексімен байланысады. Осылайша, Msh4/5 байланысы, Холлидэя құрылысының түзілуін қамтамасыз етеді және оны тұрақтандырады.

Хиазма түзілумен бірге синаптонемалды комплекстің құрастырылуы жүреді. Zip2/3/4/ ақуыздары әдетте Mer3 және Msh4/5 колокализацияланады және олардың сумоилирлеу және убиквитинилирлеудегі рөлін ескере отырып, хроматин ақуызының локалды модификациясын жүргізуі ықтимал. Әдетте СНК құрастыру үшін міндетті түрде ДНК-да екі тізбекті ажырау болуы тиіс. Мұнымен қоса, оларды Spo11 енгізгу және тізбекті енгізгеннен кейін екі тізбекті ажыраудың процессингі әдетте керісінше критикалық емес. Бәлкім, ең алдымен Zip 3 енуі жүреді, ал кейін – Zip1 мен Zip2 кооперативті байланысуы жүреді. Кейінгі құбылыстар әзірше зерттелмеген, бірақ Zip1 сумоилирлеуі оны жиналатын СНК-ға бағыттайды. Мүмкін, Zip2/3/4 ақуыздарымен белсенді сумоилирлеу – СНК құралуының кілті.

44 сурет. Холлидэя құрылысы

Холлидэяның классикалық құрылысы (А) ДНК молекуласының екі екітізбекті арасындағы тізбек алмасу өнімі болып табылады. Әдетте, екі ДНК молекуласы немесе екі геном аймағы (Б) аралық жағдай арқылы (В) рекомбинация, репариция және басқа процесстер барысында Холлидэяның екеулік құрылымы түзіледі (Г).

Zip1 ақуызы айқын көрсетілген суперспиралды домен және екі глобулярдық доменнен құралады. - N және C- соңдарында. Ол СНК көлденең филаменттерінің негізгі компоненті болып табылады (45 сурет). Zip1 гомологтары қатаң мағынада еш организмде табылмаған, S. Cerevisiae басқа, дегенмен Zip1 құрылымы және локализациясы ұқсас бірқатар ақуыздар тізбегі анықталған. Осылайша, Zip1 аналогы сүтқоректілерді SCP1( synaptonemal complex protein) деп аталады. Мұндай ақуыздар барлық модельді организмдерде анықталған – сүтқоректілер, жабық тұқымдылар ( Arabidopsis thaliana), омыртқасыздарда ( C. еlegans және D. melanogatser). Zip1 молекулалары, өздерінің суперспиралды домендерімен әрекеттесе отырып, параллелді димерлер құрады. Глобулярлы С- соңды домендер СНК көлденең элементтерімен әрекеттеседі, ал N- соңдылар Zip1 басқа димерінің N-соңды суперспиралды домен бөліктермен әрекеттеседі. Осылай СНК орталық элементі қалыптасады, ол көлденең орналасқан Zip1 димерінен құралады және ол бір бірімен әрекеттеседі.