Teritoriile cromozomiale sunt regiuni separate și aproape nesuprapuse care sunt ocupate de cromozomi din nucleu în timpul interfazei ciclului celular [1] . Teritoriile cromozomiale au o formă sferică cu un diametru de la unu până la câțiva micrometri [2] . Se crede că organizarea teritorială a cromozomilor este caracteristică tuturor eucariotelor , deși există excepții, de exemplu, drojdia Saccharomyces cerevisiae [3] . Aranjamentul reciproc al teritoriilor cromozomiale variază foarte mult de la celulă la celulă [4] .
Cromozomii sunt accesibili observării microscopice vizuale numai în timpul diviziunii celulare mitotice sau meiotice . Nu este, așadar, surprinzător că, după descoperirea cromozomilor în secolul al XIX-lea, s-a crezut că aceștia sunt formațiuni temporare care apar în celulă doar în momentul diviziunii celulare și se sfărâmă în fragmente separate în interfază. Prima persoană care a propus existența continuă a cromozomilor pe tot parcursul ciclului celular în 1883 a fost embriologul belgian Edouard van Beneden . Această idee a fost dezvoltată în continuare în lucrarea „ Über Zellteilung ” ( în germană „Despre diviziunea celulară”) (1885) de către citologul austriac Carl Rabl . Karl Rabl, observând procesul de diviziune a celulelor epiteliale ale amfibienilor Salamandra maculata și Proteus anguinis , a descoperit continuitatea aranjamentului cromozomilor în diviziuni succesive. El a emis ipoteza că fiecare cromozom, ca entitate separată, se păstrează în nucleul de interfază , în timp ce ocupă un loc în nucleu, în mare măsură determinat de poziția în anafaza mitozei anterioare. În plus, Karl Rabl a descris o configurație caracteristică a cromozomilor în nucleul de interfază, în care centromerii cromozomilor sunt atașați de învelișul nuclear la un pol al nucleului, iar regiunile telomerice ale cromozomilor sunt atașate la polul opus. O astfel de organizare a cromozomilor din nucleu se numește acum „configurația Rabl” [3] [5] .
Termenul „teritoriu cromozomial” a fost introdus în uz științific de către embriologul german Theodor Boveri într-o lucrare din 1909 dedicată studiului cromozomilor din blastomere la viermele rotunzi de cal Parascaris equorum . Conform teoriei continuității cromozomilor, formulată de T. Boveri, cromozomii nu dispar în interfaza, ci intră într-o stare decondensată, ocupând în același timp un spațiu separat și nefiind confundați cu alți cromozomi [3] [5] .
Confirmarea experimentală a existenței teritoriilor cromozomiale a fost obținută mult mai târziu, în anii 1980. Prima dovadă indirectă că cromozomii nu sunt distribuiti uniform în întregul nucleu a fost obținută în 1982 de către cercetătorul german Thomas Kremer.. Experimentele lui T. Kremer s-au bazat pe deteriorarea nucleului celular cu un fascicul laser UV subțire. După un astfel de impact local, doar o mică parte a cromozomilor prezenta urme de modificări reparatorii . Dovezile vizuale directe ale organizării teritoriale a cromozomilor în nucleu au fost obținute de T. Kremer și alți cercetători în 1984-85 folosind hibridizarea in situ cu ADN-ul marcat radioactiv al cromozomilor individuali [3] [5] .
Conceptele moderne de localizare a cromozomilor de interfaza în nucleu se bazează pe datele din experimente de hibridizare fluorescentă in situ ( FISH ), în care fragmente scurte de cromozomi individuali de metafază marcați într- un fel sau altul sunt folosite ca sonde [1] .
Nu există reguli stricte care reglementează aranjarea cromozomilor în nucleul de interfază, dar s-a demonstrat că cromozomii omologi sunt de obicei localizați departe unul de celălalt. În plus, în nucleele leucocitelor , cromozomii bogați în gene ocupă centrul nucleului, iar cromozomii săraci în gene se află de-a lungul periferiei nucleului, mai aproape de învelișul nuclear . Cu toate acestea, în nucleele plate ale fibroblastelor , această tendință nu este atât de clar exprimată: în nucleele fibroblastelor, toți cromozomii mari, de regulă, sunt localizați mai aproape de periferia nucleară. Cromozomii himerici, care sunt rezultatul translocării între cromozomi din diferite straturi ale nucleului, ocupă o poziție intermediară. Poziția fiecărui cromozom particular în nucleu este indicată prin indicarea distanței medii dintre centrul nucleului și centrul teritoriului cromozomului, exprimată ca procent din raza nucleului [6] .
Teritoriile cromozomiale sunt separate printr-un spațiu special - domeniul intercromatin (în engleză domeniul intercromatin, ICD ), care servește la mutarea ARN -ului și a proteinelor de reglare . De asemenea, conține pete nucleare și corpuri PML care acumulează factori de splicing și respectiv proteina PML [7] .
Teritoriile cromozomale au o structură „spongioasă”, datorită căreia proteinele reglatoare pot trece în interiorul lor, iar particulele de ribonucleoproteină se pot deplasa de la locurile de sinteză în domeniul intercromatin prin simplă difuzie [7] .
Conform modelului cel mai fundamentat, domeniile de 1 milion bp sunt unitatea structurală de bază a teritoriilor cromozomiale. Acestea sunt rozete cu 10 sau mai multe bucle de ADN și corespund grupurilor de repliconi . Deși inițial s-a demonstrat că genele active se află pe suprafața teritoriilor cromozomiale, studiile suplimentare au arătat că o astfel de corelație nu există. Cu toate acestea, în unele cazuri poate fi urmărit, de exemplu, în cazul locusului HoxB de șoarece [7] .
Semnificația funcțională a buclei genelor dincolo de granițele teritoriului cromozomial nu este clară în acest moment. Genele care sunt transcrise activ și care se află în afara teritoriilor cromozomiale sunt adesea găsite în apropierea corpurilor PML. Corpii PML pot conține alți factori de transcripție în plus față de proteinele PML, astfel încât mutarea genelor mai aproape de corpurile PML poate promova activarea transcripțională. De asemenea, este posibil ca eliberarea de gene exprimate activ dincolo de teritoriile cromozomiale să fie o simplă consecință a decompactizării domeniului cromozomial corespunzător [8] .
În cursul răspunsului la deteriorarea ADN -ului (DDR ), teritoriile cromozomiale se deplasează. Astfel, deteriorarea ADN-ului fibroblastelor cutanate în timpul tratamentului cu cisplatină duce la mișcarea teritoriilor cromozomiale ale cromozomilor 12 și 15 către centrul nucleului, iar teritoriile cromozomiale ale cromozomilor 17 și 19 , dimpotrivă, se deplasează de la centrul nucleului până la periferia acestuia [9] .
| Cromozomii | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Principal | |||||||||||
| Clasificare | |||||||||||
| Structura |
| ||||||||||
| Restructurari si incalcari | |||||||||||
Determinarea sexului cromozomal | |||||||||||
| Metode | |||||||||||