БИОХИМИЯ, 1999, том 64, вып. 12, с. 1689–1698
УДК 576.315.42
Заметки о «принтомерном» механизме клеточной памяти и ионной регуляции конфигураций хроматина
Поступила в редакцию 30.09.1999
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: клеточная память, дифференцировка, фонтанная РНК, принтомера.
Аннотация
Согласно предлагаемой гипотезе, память клетки о достигнутом состоянии цитодифференцировки основана на существовании ранее неизвестной генетической структуры, названной «принтомерой». Принтомера это латерально расположенный на теле хромосомы относительно небольшой линейный фрагмент ДНК, армированный на своих флангах своеобразными аналогами хромосомных теломер, которые в этом случае обозначены как «акромеры». Принтомера расположена вдоль своего хромосомного оригинала – протопринтомеры и связана с этим хромосомным сегментом белками. Принтомера кодирует так называемые фонтанные РНК (фРНК). Молекулы фРНК в виде рибонуклеопротеинов, или фРНП, специфически связываются с комплементарными им сайтами ДНК, или фионами, которые рассеяны вблизи многих структурных генов. Комплексы типа фРНП-фион участвуют в кратковременном открывании закрытых ионных каналов внутренней ядерной мембраны, происходящем строго вблизи соответствующих генов. Дозированное и локальное поступление специфических ионов из перинуклеарной цистерны ядра модифицирует местный паттерн декомпактизации хроматина и влияет на уровень экспрессии соответствующих генов. Возможная роль фРНК рассмотрена в предложенной ранее фонтанной теории (Olovnikov, 1997, Int. J. Dev. Biol. 41:923-931; Olovnikov, 1999, J. Anti-Aging Medicine, 2: 57-71; Оловников, 1999, Успехи геронтологии (Санкт Петербург) 3: 54-64). Транскрипты (фРНК), кодируемые принтомерами, участвуют в создании и поддержании специфических паттернов декомпактизации и компактизации хроматина, типичных для соответствующих цитодифференцировок. Принтомеры, участвующие в разных дифференцировках, отличаются по своим нуклеотидным последовательностям. Принтомера и расположенный бок о бок с ней ее хромосомный оригинал – протопринтомера имеют ori, а длина их может быть от нескольких т.п.н. до десятков т.п.н. Благодаря протяженности своих плечей, скрепленных хроматиновыми белками с хромосомной ДНК своей протопринтомеры, каждая принтомера в ходе собственной репликации и репликации хромосомы оказывается способной пропускать репликативные вилки, устойчиво удерживаясь на теле хромосомы в ходе многочисленных клеточных делений. Благодаря принтомерам клеточная память о необходимой структуре декомпактизации хроматина создается, сохраняется и может быть пронесена сквозь череду удвоений дифференцированных клеток.