Главная | Обратная связь

сурет. Синаптонемалды комплекс

Толығымен қалыптасқан СНК (А) екі гомологиялық хромосоманы біріктіреді – аталық (PChr, paternal chromosome) және аналық (MChr, maternal chromosome). Әр хромосоманың екі хроматидтің хроматині CHK (LE, lateral elements) көлденең элементінде бекітілген, ол өз кезегінде, көлденең филаментімен (TF, transversal filaments) орталық элементпен (CE, central elements) байланысқан. Молекулалық деңгейде (Б) латералды элементтер SCP2 және SCP3 ақуызынан тұрады (нақты құрылысы белгісіз). Көлденең элемент құрамына хроматидтің әр жұбын бірге ұстайтын когезинді қомплекстер кіреді деп жорамалданады. Көлденең филаменттер SCP1 ақуызынан құралады, ал орталық элементте өзінің жеке құрылысы жоқ және көлденең филаменттің жиналу аймағы болып табылады. Әрбір көлденең филамент (В) суперспиралды тракты және глобулярлы N- және C-соңды домені айқын көрсетілген SCP1 ақуызының антипараллелді гомодимері болып табылады.

СНК орталық элементінің қалыптасуы кроссинговер құбылысы өткен аумақтардан басталады. Бұл жерлерде Zip1 көлденең филаментінің құрылуы жүреді, ол бірқалыпты екі бағытта хромосомаға таралады.

Біліктік элементтер, кейінірек – бүйір немесе латеральды, SCP2 және SCP3 ақуыздарынан тұрады. СНК бұл бөліктерінің құрылымы зерттелмеген.

Гомологтардың будандасуы және синаптонемалды комплекстің құрылуы хроматин құрылысымен тығыз байланысты. Зиготинадан пахитенге өту γH2A.X толық жойылуымен сипатталады, дегенмен бұл жағдайда қайсысы себеп, қайсысы салдар екені белгісіз. Сонымен бірге СНК құрылуына Н2А гистонының убиквитинилирлеуі әсер етеді деген ақпарат та бар.

Синаптонемалды комплекстен басқа, мейоз қалыпты жүруі үшін ( митоз үшін де) көршілес хроматидтерді когезинмен ұстау қажет. Бұл жағдайда мейотикалық жасушада когезин соматикалық айрықшаланады: бұл комплексте Scc1 суббірлігі Rec8 алмастырылған, ал Scc3- Stag 3. Омыртқалыларда, бұдан басқа, SMC1 (SMC1α) митотикалық нұсқасының мейозға спецификалы изоформасына SMC1β алмасу жүреді. Жиі химерлі когезинді комплекстер байқалады, кейбір компоненттер митотикалық нұсқамен, ал қалғандары мейотикалық нұсқамен көрсетілген. Мейоздың бірінші бөлінуіне дейін когезия хроматидтің барлық аралығында сүйемелденеді. Гомологиялық хромосомалар хиазм арқылы будандастырылғандығының арқасында, барлық төрт хроматидтің өзара дұрыс орналасуы қамтамасыз етіледі. І метафазаның І анафазаға өтуі кезінде когезин хромосоманың центромерінен басқа хромосоманың барлық жерінен босайы. Центормер когезиясы мейоздың екіншілік бөлінуінде көршілес хроматидтердің дұрыс айырылуына қажет.

Диплотенде синаптонемалды комплекстің сұрыпталуы жүреді. Когезин секілді, СНК хромосоманың центромерлік ауданында ұзағырақ қалады. СНК сұрыпталуы, құралуы секілді, гистон модификациясымен жанамаланады. D. melanogaster-да диплотенның қалыпты өтуі үшін гистон Н2А треонион-119 бойынша фосфорилирленуі қажет. Сонымен қатар, СНК сұрыпталуы мен Н3 гистонын лизин-14 және Н4 гистонын лизин-5 ацетилирлеу арасында нақты уақытша корреляция байқалады. Н2А –ның 119 жағдаймен фосфорилирлеуінің бұзылуы конденсин енгізуге теріс септігін көрсететінін атап кеткен жөн. Өзара байланыстың мұндай үйлесуі қазіргі жағдайда себеп-салдарлы байланыс туралы нақты қорытынды жасауға мүмкіндік бермейді; дегенмен хроматин модификациясы, СНК сұрыптауы және конденсин енгізу өзара тығыз байланысты екені анық.

Аса атап кеткен жөн, D. melanogatser үшін сипатталған реттілік басқа организмдер үшін универсалды емес. S. pombe ашытқыларында конденсин енгізу қажет, бірақ сұрыптауға емес, СНК құрастыру үшін қажет. C. elegans нематодасы керісінше, зақымдалған конденсинде қалыпты синаптонемалды комплекс қызметімен сипатталады. Дегенмен, хромосомалардың компактизациясы және диакинез фазасы мұндай нематодаларда бұзылған. Барлық айырмашылықтарға қарамай, конденсин мейотикалық хромосоманың құрылысын құруда және бірқалыпта ұстауда белгісіз консервативты қызметті атқарады.

Пахитен мен диплотенде митозға тән гистон Н3 серин-10 бойынша фосфорилирленуі байқалады. І профазаның дәл осы сатыларында хросома конденсациясы жүреді, бұл бұл процесс үшін осындай хроматин модификациясы қажет екендігінің дәлелі болып табылады. Н3 10 жағдай бойынша фосфорилирлеуін Aurora B жүргізеді, бұл аталып кеткен СРС комплексінің компоненті.

Жоғарыда аталған жағдайлар – қалыпты жағдай. Бірақ мейозда, кез келген процесстегідей, қателіктер болуы мүмкін. Мейозға тән қателіктердің бірі болып белгісіз себептерден гомологиялық хромосома будандасуының жоқтығы табылады. Будандаспаған хромосомалар немесе будандаспаған хромосома фрагменттері толық транскрипционды инактивацияға ұшырайды, ол ATR киназасы мен BRCA1 ақуызымен қамтамасыз етіледі. Олар мейоз уақытында синаптонемалды комплекстің латералды элементінде орналасады. Егер будандасу анықталмаса, яғни СНК орталық элементі түзілмесе, онда бұл ақуыздар хроматиннің ілмелі домен денесіне орын ауыстырады, мұнда ATR Н2А.Х фосфорилирленеді. Осыдан кейін гистондардың бірқатар модификациясы жүреді, оның ішінде Н2А убиквитинилирлеуі, Н3 және Н4 деацетилирленуі, лизинның Н3 тоғызыншы жағдайындағы диметилденуі. Бұл модификациялар хромосоманың будандаспаған аудандарында инактивацияның бірқалыпты ұстауға мүмкіндік береді, барлық мейоз аралығында және келесі спермио- немесе оогенезде сақталады, ал γН2А.Х инактивация орнағаннан кейін дефосфорлирленеді. Дегенмен, мейотикалық инактивация нуклеосомаға гистонның арнайы түрлерін macro H2A және H2A.Z. енгізумен қамтамасыз етіледі.

Мұндай инактивацияның жеке жағдайы болып аталықтарда жыныстық хромосоманы мейотикалық инактивациялау табылады (немесе ұрғашыда Х0 немесе ZW жағдайында жынысты анықтауда). Жыныстық хромосома өзінің ұзындығында ғана будандаса алады ( псевдоаутосомдық аймақ немесе PAR – pseudoautosomal region), сондыөтан қалыпты жағдайда оның көп бөлігі будандаспаған болады, ал ол өз кезегінде инактивацияға ұшырайды.

Будандаспаған хромосоманың мейотикалық инактивацияның биологиялық мағынасы әзірше анық емес. Келесі анықтама көріктірек болып табылады. Гомологтардың будандасуына қажетті жағдай болып екі тізбекті ажыраудың біршама саны түзілуі табылады, бұл жерде ажыраулардың кейбір бөлігі гомологиялық хромосома матрицасында репарирленеді. Ажыраулар репарирленбеген болып қалады, ол айрықша қауіп-қатерлі, себебі бұл ажыраулар жыныстық жасушада, және олар зиготаға берілуі мүмкін, ол ұрықтылықты төмендетеді. Мұндай болжам мейотикалық инактивацияның не себепті екі тізбекті ажыраудың репарация жүйесінің компоненттерімен иницирленетіні қанағатты түрде түсіндіреді –BRCA1 және ATR. Дегенмен, бұл тек болжам екенін, оған дәлел жеткіліксіз екендігін ескеру қажет.

· Мейоздың қалыпты өтуі үшін, гомологиялық рекомбинация және синаптонемалды комплекс түзілумен қамтамасыз етілетін хромосома гомологтарының будандасуы қажет.

· Синаптонемалды комплекс құрылуы кроссинговер жерлерінде басталады және ол жерден хромосомаға таралады. Бұл процесс ZMM ақуыздарымен қамтамасыз етіледі.

· Синаптонемалды комплекс сұрыпталуы Н2А Т 119 бойынша фосфорилирленуіне, Н3 К14 бойынша, Н4 К5 бойынша ацетилирленуне байланысты.

· Будандаспаған хромосома немесе оның аумақтары, оның ішінде жыныстық хромосомалар инактивацияға ATR және BRCA1 қатысында ұшырайды. Инактивация Н2А.Х фосфорлинирлеуімен жүзеге асады және Н2А убиквитинирлеуімен, Н3 және Н4 деацетилирленумен, Н3 К9 бойынша диметилирлеумен және macroH2A және H2A.Z нуклеосомасын қосумен қалыпта ұстайды.