01 Dec 2016
El biólogo Dr. Doping cuenta sobre la fijación de componentes de células vivas, moléculas y el arte de congelar el nucleosome fibril.
Vivimos en un tiempo post-genomic. Cada uno puede ir, ordenó su genoma y obtenga la información completa sobre los genes que se encuentran en su célula. Una célula contuvo 46 cromosomas humanos, y la longitud total de las Moléculas de ADN (cada cromosoma contiene una Molécula de ADN) de aproximadamente dos metros. De hecho, es una molécula muy larga, delgada. Dos metros de ADN en cada núcleo celular envasado en diminuto. La talla del núcleo de aproximadamente 10 micrones. Se cree que la compactación de ADN en una célula - es aproximadamente 10 000 veces, que es completamente un camino fantástico molécula compactisized. La paradoja consiste en que si lee el genoma no es particularmente difícil, todavía no entendemos cómo este gene compactisized en la célula. Este problema, que se ha estudiado durante más de un siglo seguro, es muy lejano de solucionarse. Periódicamente las historias pasan cuando tiene que cambiar radicalmente nuestro entendimiento de cómo el proceso de la compactación del ADN en la composición del núcleo celular o en cromosomas mitotic.
El principio básico de la compactación de Moléculas de ADN, probablemente asociadas con la formación de fibrils cada vez más grueso consecuente. La molécula compactisized primero en fibrils fino, y luego este fibril delgado compactisized más grueso, que aún más grueso, y a algún punto gira el cromosoma mitotic. Hasta hace poco, pareció que estos niveles se describen más o menos. El primer nivel de la compactación de la Molécula de ADN se relaciona con su interacción con llamadas proteínas histone. Hay dos grupos principales de proteínas histone. Corazón histones - este histones H2A, H2B, H3 y H4, dos moléculas de cada uno de estos histones forman una estructura de la proteína que se forma como un disco de hockey. Y el disco de hockey hiere la Molécula de ADN. La Molécula de ADN, el delgado y delgado, 2 nanómetros hacen 1,7 volumen de ventas alrededor de esta arandela continúa el sitio linker es entonces la siguiente arandela etcétera. Esta estructura se puede ver en un microscopio de electrones, se llamó «cuentas en una cuerda» y un grosor de aproximadamente 10 nanómetros fibrils. Le creyeron durante muy largo tiempo, el primer nivel de la compactación de la Molécula de ADN.
La vitamina B12 inyección de Cyanocobalamin - es esencial para la síntesis del ADN.
De manera interesante, al principio del estudio, cuando había microscopia de electrones (y sin ello es imposible de estudiar la compactación del ADN), se supuso que esto es el principal, el principal y único fibril, de cual entonces de alguna manera cromosoma formado. Se relacionó con el método de estudio. El microscopio de electrones no es posible mirar células vivas. Los electrones no pueden volar a través de objetos gruesos, porque el objeto tiene que ser muy delgado. Por lo tanto, puede mirar especímenes sólo muertos. Cómo hacer una muestra de los muertos, depende del estado de la técnica experimental. Naturalmente, es necesario que todos los ingredientes estuvieran en el lugar y la estructura del más retenido los rasgos peculiares a ello en una célula viva. Para este fin, una variedad de líquidos que se vierten en la jaula, matan la célula y, idealmente, todos los componentes se fijan estado donde estaba en la célula viva - este procedimiento de la obsesión.
Una de las primeras abrazaderas buenas que se han usado en la microscopia de electrones, era osmium tetroxide. Está bien lípidos de capturas y liga muy mal ácidos nucleicos, proteínas, por tanto se ve en las células 10 nanómetros fibril. Entonces vino las abrazaderas de aldehyde más exitosas, que son capaces de relacionarse con proteínas ya. Realmente suturaron todo el espacio de la célula interno en tal red, uniendo las proteínas, que están el uno al lado del otro. Y estas cerraduras más que que tienen éxito. Y cuando los clips se usaron aldehyde, resultó que número 10 nanómetros fibrils no se pueden encontrar en el núcleo de cromosomas y encontraron fibrils más grueso, que llamó fibrils elemental chromatin. Su grosor es aproximadamente 25-30 nanómetros. Y durante décadas se creyó que esto es el fibril es el componente básico básico de la compactación del ADN.
Usando aldehydes o algo más para fijar, es la obsesión química, la célula - todos entienden que - puede ser una variedad de cambios, y la cantidad de la información incorrecta es suficientemente grande. Así resulta que en el momento de la obsesión de algunas proteínas cambian su ubicación o hasta extraído, dejando las células. Ahora hay una técnica de observaciones intravitales y puede ser comparado con esto en la célula viva, y que después de la obsesión. La obsesión lleva a numerosos artefactos. Por lo tanto, siempre quiero encontrar una manera de explorar más natalmente chromatin la estructura, incluso en la microscopia de electrones. ¿Pero microscopia de electrones para ser?
Ver que la célula entera no puede ser exactamente vivo. La jaula se debería cortar muy, partes muy delgadas - 30, 50, 70, 100 nanómetros, pero más grueso, o electrones no son huelgas. Sin embargo, la tecnología que ha permitido más o menos natalmente visto en un microscopio de electrones en una célula se ha desarrollado. Y se une ya sin fijadores químicos y obsesión física, a saber congelándose. En la teoría, la célula - es una burbuja acuática, en la cual las moléculas diferentes flotan, y si lo congela, estará bien probablemente. El problema es conocido: durante la congelación, los cristales del hielo se forman, que se destruyen (las biomoléculas en general son muy sensibles) en el extremo. Pero no podemos congelar sólo y transferir el agua en el estado vitrificado. Congelándose en la muy alta velocidad, los cristales del hielo no tienen el tiempo para formarse, el agua líquida realmente se estabiliza sólo. Las moléculas parada difusa con la gran velocidad, la estructura entera se estabiliza, y es realmente difícil, pero el agua allí no es ningún cristal. El problema era esto para mover el agua a tal estado.
La manera más fácil de traducir en tal estado - para tomar muy, muy pequeñas gotitas y rápidamente refrescarlos. Y si esto se hace, es esto mantiene su estructura natal en la gotita. Si mira una muestra de un estado vitrificado, se espera que veamos cómo mirar realmente cierto organelles, la estructura de la Molécula de ADN compactisized - algo. Hágalo completamente difícil, la tecnología ha desarrollado muy largo tiempo. El camino más fácil, que se usa ahora muy activamente para explorar las moléculas de la proteína diferentes, complejos, virus, ribosomes, debido a que la solución de la muestra, que contiene los complejos macromoleculares, con la velocidad increíble se baja en el bronceado líquido. La temperatura es baja, y muy rápidamente se congela.
Pero en caso de células, al menos con células de animal, este método trabaja es mucho peor. De todos modos, son grandes para tal enfoque. Pero la tecnología se desarrolló, y los métodos se han propuesto, que ha permitido congelar células grandes, por ejemplo células humanas. Un enfoque es así: la muestra se refresca al mismo tiempo muy rápido y entra en la zona de la alta presión. La alta presión durante la congelación (como se conoce, cuando el agua glacial se amplía ligeramente, y densidad del hielo menos que la densidad del agua) no aumenta el volumen, y como consiguiente, el agua no se cristaliza, y se almacena en un estado vitrificado. En palabras, es muy simple, pero de hecho e instrumento complejo, y trabajar en ello con fuerza y conseguir resultados buenos en ello - es un arte todavía de arte.
Si esto tan se congela, la muestra se hace el estado vitrificado, es decir había una cerradura física. Las muestras grandes se congelan como trozos posibles, pero microscópicos de tejido, hasta tejido, sin contar las células individuales posibles. Entonces el hielo puede ser, porque esto congelado, sutilmente cortado sutilmente. Naturalmente, también son dispositivos especiales, que son capaces de producir el recorte congelado. Las secciones adelante congeladas se pueden transferir al microscopio de electrones (el modelo debe ser constantemente refrescado por el nitrógeno líquido) y luego se puede ver con un microscopio de electrones prácticamente en su estado natal. Sobre cómo natalmente este estado son, por supuesto, discusiones. En la teoría, si fuéramos células así congeladas, y luego lo descongeláramos muy bien sin la formación de cristales del hielo, entonces quizás hasta se reanimaría y se seguiría para vivir, sintetizar sustancias diferentes, etcétera. Pero, lamentablemente, no trabaja, sin embargo se espera que sea un estado natal. Y cuando tales reducciones miraron y estudiaron núcleos de la interfase, donde los chromatin compactisized diversamente compactisized chromatin fuertemente compactisized, y tienen chromatin difuso, que es la síntesis del ARN activa, y en ello el nivel de compactación abajo - y también consideró cromosomas mitotic donde chromatin entero compactisized, la cosa sorprendente consistía en que ninguno en aquellos de cualquier otra muestra chromatin elemental fibril no se encuentra. No era simple. Nucleosomes son claramente visibles, y chromatin elemental de 30 nanómetros fibrils no.
La situación ha resultado exactamente tras la parte de enfrente comparado con lo que estaba en las etapas tempranas de la compactación del cromosoma que estudia. Entonces el primer pensamiento que allí nucleosome 10 nanómetros fibril, nada más. Entonces resultó que no es así, la gente ha discutido, habló, artículos escritos. Llegaron a la conclusión que, con la mayor probabilidad, sólo nucleosome fibrils, pero hay chromatin básico fibrils. Y aquí resulta que es necesario volver a ese chromatin básico fibrils - un artefacto, no son, y hay fibril fino nucleosome.
Es completamente frustrante para aquella gente que creyó toda mi vida que hay dos niveles de la compactación, y resultó que uno de ellos no es. Además, resultó que ahora es posible para el individuo supervisar en vivo nucleosome. Se encontró que nucleosomes dentro del núcleo inestable, difunden un pequeño movimiento. Entonces había una idea, por qué no hacen vemos este chromatin elemental fibrils. chromatin elemental fibrils si se localizaran el uno cerca del otro. Nucleosomes se mueven, y cómo serían capaces de penetrar el uno en el otro. Y la ausencia de fibrils elemental chromatin, aunque indirectamente sugiera que la interacción de proteínas histone ocurre no sólo en nucleosomes, sino también, por ejemplo, entre fibrils individual. Es, en principio, un hecho conocido, es así. Y, además, muy desarrolla activamente la dirección tratando de simular el ordenador chromatin compactación. Esto es un proceso bastante complejo requiere el uso de un superordenador. Todavía incapaz de contar en el ordenador, ya que debería la Molécula de ADN compactisized.
Por una parte, sí, un rechazo del viejo, el otro - nuevas oportunidades. Esto es una estructura dinámica en la cual las moléculas individuales fibrils realmente pueden penetrar el uno al otro. Es por lo tanto, debido a que penetran el uno en el otro y mienten a una distancia el uno del otro, no los podemos ver. Si esta distancia fuera, los habríamos visto. Mienten lado al lado, capaces de penetrar nucleosomes individual fibrils el uno del otro, y fibrils individuales no se forman, y una solución fundida común nucleosome fibrils. ¿Dónde realmente vino de chromatin elemental fibrils, han visto durante muchas décadas? Aquí, todo era muy simple: si sostiene una obsesión aldehyde normal, y luego lo aprende en un estado congelado, entonces chromatin elemental de 30 nanómetros fibril es visible. Esto es un artefacto de obsesión. Debido a que cuando sujetado con abrazaderas fibril fijación de ello visible. Y si no se riza, entonces habríamos visto un campo solo de moléculas fundidas compactisized utilización del ADN histone proteínas.
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