18.03.2005 - Ćwiczenia 5

TEMAT: Jądro, jąderko, chromosomy, chromatyna,...

JĄDERKO

• Jest niestabilne, zanika w profazie a pojawia się w telofazie mitozy

• Jest ich różna liczba w jądrze ale maksymalnie może ich być 10 - w interfazie wszystkie się ze sobą zlewają

• Jego wielkość zależy od tego czy w komórce przeważają reakcje anaboliczne czy kataboliczne

• Jąderko nie ma otaczającej błony

• Jąderka komórek nowotworowych mają duże rozmiary i sznurowate struktury

• Typy morfologiczne jąderek: zwarte, siateczkowate, spoczynkowe, segregowane

• W skład jąderka wchodzą: chromatyna, włókienka, ziarna, wakuole, centra fibrylarne i białka

• Chromatyna - jest jedyną stałą strukturą, jest ona zdekondensowaną formą satelitów i okolic przewężeń wtórnych (regionów jąderkotwórczych - NOR) chromosomów 13,14,15,21,22

• Wyróżniamy chromatynę:

• Okołojąderkową - otacza jąderko ale nie wchodzi w jego skład

• Wewnątrzjąderkową - in. przegrodowa - tworzy w jąderku rodzaj przegrody oddzielającej inne składniki

• Jąderkową transkrypcyjną - charakteryzuje się dużym rozluźnieniem struktury, ma bardzo duży potencjał transkrypcyjny

• Ziarna - to prekursory podjednostek rybosomów, występują w skupiskach bądź rozproszone, powstają poprzez fragmentację włókien

• Włókienka - mogą być rozrzucone lub tworzyć skupiska, składają się głównie z RNA

• Centra fibrylarne - miejsca nieaktywne transkrypcyjnie, bez nRNA

• Wakuole - przejaśnienia których zadaniem jest synteza składnika globularnego, kiedy występuje nadmiar fibrylarnego

• Białka - białka swoiste związane są z wytwarzaniem rybosomów:

• polimeraza RNA I - katalizuje transkrypcję rRNA z rDNA

• nukleolina - odpowiada za łączenia podjednostek rybosomów

• białka B23 (numatryna) - w transporcie rybosomów do cytoplazmy

• fibrylaryna - odpowiada za obróbkę hnRNA

• białka AG-NOR - mają właściwości reukujące soli srebra

• FUNKCJE JĄDERKA:

• Synteza rRNA i jego obróbka

• RRNA (45S) powstaje na matrycy DNA, odcinki rDNA znajdują się w regionach NOR i charakteryzują się wysoką powtarzalnością sekwencji nukleotydów

• Polimeraza RNA I wytwarza pierwotny transkrypt RNA (45S), który jest cięty na fragmenty 28S, 5,8S i 18S. Z fragmentów 28S i 5,8S i 48 białek tworzy się szkielet dużej podjednostki, mała podjednostka łączy się z 33 białkami

• Podjednostki są transportowane do cytoplazmy gdzie ulegają dalszej reorganizacji tworząc mała (40S) i dużą podjednostkę rybosomu (60S)

CHROMOSOMY

• Są skondensowaną formą chromatyny - za ich strukturę odpowiadają histony (H1, H2A, H2B, H3, H4)

• Osiem cząsteczek histonów 2x(H2A, H2B, H3, H4) tworzy rdzeń nukleosomu dokoła którego owinięty jest DNA długości 146 par zasad, sąsiednie nukleosomy są połączone ze sobą łącznikowym DNA (60 pz). Histon H1 łączy się na zewnątrz nukleosomu z łącznikowym DNA oraz oddziałuje z jednostka H2A rdzenia.

• Chromosomy metafazowe składają się z dwóch równolegle ułożonych chromatyd połączonych centromerem - jest on zarazem miejscem przyczepu wrzeciona podziałowego, na zewnętrznej powierzchni centromeru występuje kinetochor

• Centromer dzieli chromosom na ramiona krótkie - q oraz długie - p

• Wyróżniamy chromosomy:

• metacentryczne - p=q

• submetacentryczne - p<q

• akrocentryczne - p<<q

• telocentryczne - p=0 - nie występują u człowieka

• Na końcach chromosomów są telomery - które odpowiadają za możliwości podziałowe chromosomu

• U człowieka mamy 22 pary chromosomów somatycznych (autosomów) i jedną parę chromosomów płciowych

• Kariogram to obraz zespołu chromosomów jednej komórki uszeregowanych systematycznie według ich długości oraz położenia centromeru

• Autosomy podzielono na 7 grup :A-G, chromosom X zaliczono do grupy C a Y do G

• A - chromosomy 1 - 3, są to duże chromosomy metacentryczne

• B - chromosomy 4 - 5, duże chromosomy submetacentryczne

• C - chromosomy 6 - 12 oraz X, średniej wielkości submetacentryczne

• D - chromosomy 13 - 15, duże akrocentryczne, mogą posiadać satelity

• E - chromosomy 16 -18,małe metacentryczne (16),submetacentryczne(17,18)

• F - chromosomy 19 - 20, najmniejsze metacentryczne

• G - chromosomy 21 - 22 oraz Y - małe akrocentryczne, 21,22 mogą mieć satelity

• Chromosomy politeniczne - na ich powierzchnii są pierścieni Balgarego czyli rozluźnienie fibryn - tam zachodzi transkrypcja

• Chromosomy szczoteczkowe - u płazów i gadów - występują w oocytach w profazie I rzędu

• Barwienie chromosomów

• Najczęstsze metody dotyczą sprawdzenia występowania na chromosomach prążków G (GTG), Q (QFQ), R(RBA), C(CGB)

• Prążki G - wybarwia się enzymami proteolitycznymi np. trypsyną, otrzymujemy regiony ciemne poprzedzielane jasnymi. Ciemne prążki G odpowiadają regionom o dużej ilości par zasad A-T, prążki jasne odpowiadają miejscom z dużą zawartością par G-C

• Prążki Q - używa się fluorochromy: mające zdolność do jonowego wiązania się z DNA np. oranż akrydynowy lub/i fluorochromy dołączające się do podwójnego łańcucha DNA; silnie fluoryzujące prążki mają dużo par A-T a wygaszona fluorescencja świadczy o zawartości par C-G

• Prążki C - wybarwia się je barwnikiem Giemsy w obszarze heterochromatyny centromerowej gdzie znajduje się heterochromatyna konstytutywna, wybarwiają się te rejony na ciemno

• Prążki R - stanowią odwrotność prążków G, tutaj ciemne prążki R wskazują na dużą zawartość par G-C a jasne prążki mają dużo par A-T

3