Kromosomale territorier er separate og næsten ikke-overlappende regioner, der er optaget af kromosomer i kernen under cellecyklussens interfase [1] . Kromosomale territorier har en sfærisk form med en diameter på en til flere mikrometer [2] . Det menes, at den territoriale organisering af kromosomer er karakteristisk for alle eukaryoter , selvom der er undtagelser, for eksempel gæren Saccharomyces cerevisiae [3] . Det indbyrdes arrangement af kromosomterritorier varierer meget fra celle til celle [4] .
Kromosomer er kun tilgængelige for visuel mikroskopisk observation under mitotisk eller meiotisk celledeling. Det er derfor ikke overraskende, at man efter opdagelsen af kromosomer i det 19. århundrede troede, at de er midlertidige formationer, der kun optræder i cellen i celledelingstidspunktet og smuldrer i separate fragmenter i interfasen. Den første person, der foreslog den fortsatte eksistens af kromosomer gennem hele cellecyklussen i 1883, var den belgiske embryolog Edouard van Beneden . Denne idé blev videreudviklet i værket " Über Zellteilung " ( tysk "Om celledeling") (1885) af den østrigske cytolog Carl Rabl . Karl Rabl, der observerede processen med deling af epitelceller fra amfibier Salamandra maculata og Proteus anguinis , opdagede kontinuiteten af arrangementet af kromosomer i successive divisioner. Han antog, at hvert kromosom, som en separat enhed, er bevaret i interfasekernen , mens det indtager en plads i kernen, stort set bestemt af positionen i anafasen af den foregående mitose. Derudover beskrev Karl Rabl en karakteristisk konfiguration af kromosomer i interfasekernen, hvor kromosomernes centromerer er knyttet til kernehylsteret ved den ene pol af kernen, og kromosomernes telomere regioner er knyttet til den modsatte pol. En sådan organisering af kromosomer i kernen kaldes nu "Rabl-konfigurationen" [3] [5] .
Udtrykket "kromosomalt territorium" blev introduceret til videnskabelig brug af den tyske embryolog Theodor Boveri i et værk fra 1909, der var viet til studiet af kromosomer i blastomerer i hesterundormen Parascaris equorum . Ifølge teorien om kromosomkontinuitet, formuleret af T. Boveri, forsvinder kromosomerne ikke i interfase, men går i en dekondenseret tilstand, mens de optager et separat rum og ikke forveksles med andre kromosomer [3] [5] .
Eksperimentel bekræftelse af eksistensen af kromosomterritorier blev opnået meget senere, i 1980'erne. Det første indirekte bevis på, at kromosomerne ikke er jævnt fordelt i hele kernen, blev opnået i 1982 af den tyske forsker Thomas Kremer.. T. Kremers forsøg var baseret på beskadigelse af cellekernen med en tynd UV -laserstråle. Efter en sådan lokal påvirkning bar kun en lille del af kromosomerne spor af reparationsændringer . Direkte visuelt bevis på den territoriale organisering af kromosomer i kernen blev opnået af T. Kremer og andre forskere i 1984-85 ved hjælp af in situ hybridisering med radioaktivt mærket DNA fra individuelle kromosomer [3] [5] .
Moderne koncepter for placeringen af interfasekromosomer i kernen er baseret på data fra forsøg med fluorescerende in situ hybridisering ( FISH ), hvor korte fragmenter af individuelle metafasekromosomer mærket på den ene eller anden måde bruges som prober [1] .
Der er ingen strenge regler for placeringen af kromosomer i interfasekernen, men det har vist sig, at homologe kromosomer normalt er placeret langt fra hinanden. Hertil kommer, at i kernerne af leukocytter optager kromosomer rige på gener midten af kernen, og kromosomer, der er fattige på gener, ligger langs periferien af kernen, tættere på kernehylsteret . Men i de flade kerner af fibroblaster er denne tendens ikke så klart udtrykt: i fibroblasternes kerner er alle store kromosomer som regel placeret tættere på den nukleare periferi. Kimæriske kromosomer, som er resultatet af translokation mellem kromosomer fra forskellige lag af kernen, indtager en mellemposition. Placeringen af hvert enkelt kromosom i kernen er angivet ved at angive den gennemsnitlige afstand mellem kernens centrum og kromosomterritoriets centrum, udtrykt som en procentdel af kernens radius [6] .
Kromosomale territorier er adskilt af et særligt rum - interchromatin-domænet ( engelsk interchromatin-domæne, ICD ), som tjener til at flytte RNA og regulatoriske proteiner . Det indeholder også nukleare pletter og PML - legemer , der akkumulerer henholdsvis splejsningsfaktorer og PML -proteinet [7] .
Kromosomale territorier har en "svampet" struktur, på grund af hvilken regulatoriske proteiner kan passere inde i dem, og ribonukleoproteinpartikler kan bevæge sig fra syntesestederne til interkromatindomænet ved simpel diffusion [7] .
Ifølge den mest underbyggede model er 1 million bp domæner den grundlæggende strukturelle enhed af kromosomterritorier. De er rosetter af 10 eller flere DNA- løkker og svarer til replikonklynger . Selvom det oprindeligt blev vist, at aktive gener ligger på overfladen af kromosomterritorier, viste yderligere undersøgelser, at en sådan sammenhæng ikke eksisterer. Men i nogle tilfælde kan det spores, for eksempel i tilfældet med musen HoxB locus [7] .
Den funktionelle betydning af sløjfning af gener ud over grænserne af kromosomområdet er ikke klar i øjeblikket. Gener, der er aktivt transskriberet , og som er uden for kromosomale territorier, findes ofte i nærheden af PML-legemer. PML-kroppe kan indeholde andre transkriptionsfaktorer ud over PML-proteiner, så at flytte gener tættere på PML-kroppe kan fremme transkriptionel aktivering. Det er også muligt, at frigivelsen af aktivt udtrykte gener ud over de kromosomale områder er en simpel konsekvens af dekomprimeringen af det tilsvarende kromosomale domæne [8] .
I løbet af DNA- skaderespons (DDR ) bevæger kromosomale territorier sig. Skader på hudfibroblasters DNA under behandling med cisplatin fører således til bevægelse af kromosomterritorierne på 12. og 15. kromosomer til midten af kernen, og kromosomterritorierne på kromosomerne 17 og 19 bevæger sig tværtimod fra centrum af kernen til dens periferi [9] .
| Kromosomer | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hoved | |||||||||||
| Klassifikation | |||||||||||
| Struktur |
| ||||||||||
| Omstrukturering og krænkelser | |||||||||||
| Kromosomal kønsbestemmelse | |||||||||||
| Metoder | |||||||||||