ZNAJDŹ ARTYKUŁ

Epigenetyczna kontrola rozwoju roślin przez białka grupy polycomb i tritorax

Program ekspresji genów podczas rozwoju zwierząt i roślin jest kontrolowany przez mechanizmy epigenetyczne. Kontrola ta może odbywać się przez metylację/demetylację DNA lub metylację/demetylację specyficznych lizyn w histonach H3 i H4. Grupa białek Polycomb (PcG) jest odpowiedzialna za utrzymanie genów w stanie represji, zaś grupa białek tritorax (trxG) utrzymuje geny w stanie aktywnym. Metylacja lizyn 9. i 27. w histonie H3 oraz metylacja lizyny 20. w histonie H4 powoduje wyciszenie genów. Metylotransferazy histonów (HMTazy) są białkami przynależnymi do PcG.

Neocentromery. II. Molekularne czynniki niezbędne dla powstania centromeru i neocentromeru

Neocentromery nie zawierają DNA charakterystycznego dla endogennych centromerów, tj. tandemowych układów sekwencji powtarzalnych; zatem rodzaj DNA nie decyduje o tożsamości neocentromerów. Tworzenie neocentromerów odbywa się przez mechanizmy epigenetyczne. Jest prawdopodobne, że ośrodkiem tworzenia neocentromerów w odcinkach euchromatynowych chromosomów mogłyby być ruchome elementy, które licznie występują w genomach eukariotycznych i są również obecne we właściwym centromerze oraz w przylegającej do niego heterochromatynie przycentromerowej.

Neocentromery. I. Występowanie i struktura

Neocentromery są strukturami w pełni aktywnymi w procesie separacji chromatyd i ich kierowania ku biegunom wrzeciona podziałowego podczas mitozy i mejozy. Nukleosomy chromatyny centromerowej zawierają białko CENP-A i jego homologi, będące wariantami histonu H3 i decydujące o tożsamości centromeru/neocentromeru. Neocentromery powstają w odległych, niecentromerowych strefach chromosomów i dlatego zawierają DNA inny niż centromerowy. Utworzenie centromeru może być odpowiedzią na dezaktywację endogennego centromeru.

Heterochromatyna i „heterochromatynizacja”

Heterochromatyna zwana „konstytutywną“ i euchromatyna różnią się rodzajem DNA (sekwencje niekodujące powtórzone tandemowo oraz kodujące unikatowe) oraz modyfikacjami epigenetycznymi, tj. metylacją DNA, histonów H3 i H4, a także ich acetylacją. Metylacje te powodują trwałą kondensację heterochromatyny. Wyciszenie genów w euchromatynie jest spowodowane przez odwracalną jej kondensację, która zachodzi w wyniku epigenetycznych modyfikacji DNA oraz histonów H3 i H4 charakterystycznych dla heterochromatyny.

Struktura i ewolucja kompleksu centromer/kinetochor

W artykule omówiono aktualne poglądy na temat istoty chromatyny centromerowej na przykładzie powstawania neocentromerów; obecnie wydaje się, że nie DNA, lecz białka centromerowe decydują o powstawaniu neocentromerów. Budowa kompleksów centromer/kinetochor w chromosomach holocentrycznych jest podobna, jak w chromosomach monocentrycznych. DNA centromerowy ulega szybkiej dywergencji spowodowanej przez mutacje punktowe oraz insercje i delecje. Białka centromeru i kinetochoru – CENP – mają charakter konserwatywny, tj.

DNA i białka centromerowe

Wspólną cechą dotąd zbadanych DNA centromerowych jest obecność układów tandemowych, przy czym wchodzące w ich skład monomery w poszczególnych chromosomach tego samego gatunku mogą różnić się strukturą I-rzędową. Pewne ogólne podobieństwo sekwencji centromerowego DNA stwierdza się w rzędzie Naczelnych, a także u spokrewnionych gatunków roślin wyższych. U traw głównym składnikiem DNA centromerowego są retroelementy z rodzin gypsy i copia, które u roślin dwuliściennych bywają obecne w nieznacznych ilościach.

Cytogenetyka molekularna w ustalaniu cech gatunkowych oraz ich zmienności w analizie pokrewieństwa roślin okrytozalążkowych

Dominującym składnikiem genomu roślin okrytozalążkowych są sekwencje powtarzalne, w tym retroelementy. Rozmaita zawartość tych sekwencji powoduje zmienność rozmiarów genomu w obrębie zarówno gatunku, jak i rodzaju. Każdy rodzaj sekwencji powtarzalnych może być gatunkowo- lub genomowo-specyficzny albo występować powszechnie w obrębie rodzaju lub rodzin, wykazując charakterystyczną lokalizację w chromosomach. Do cech gatunkowych zalicza się chromosomowy wzór prążkowy oraz lokalizację 18S-5, 8S-25S rDNA i 5S rDNA.

Redakcja
Andrzej Łukaszyk - przewodniczący, Zofia Bielańska-Osuchowska, Szczepan Biliński, Mieczysław Chorąży, Aleksander Koj, Włodzimierz Korochoda, Leszek Kuźnicki, Aleksandra Stojałowska, Lech Wojtczak

Adres redakcji:
Katedra i Zakład Histologii i Embriologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, ul. Święcickiego 6, 60-781 Poznań, tel. +48 61 8546453, fax. +48 61 8546440, email: mnowicki@ump.edu.pl

PBK Postępby biologi komórki