• При обработке микрококковой нуклеазой транскрибирующихся и неактивных генов обнаруживаются нуклеосомы
• Некоторые высокоактивные гены представляют собой исключение и не обладают нуклеосомной структурой
Попытки наблюдать процесс транскрипции генов привели к противоречивым результатам. Соответствующие примеры представлены на двух последующих рисунках.
Можно видеть, что интенсивно транскрибируемый хроматин слишком релаксирован для того, чтобы организоваться в нуклеосомы. В транскрибируемых генах, кодирующих синтез рРНК, РНК-полимераза упакована настолько плотно, что ДНК почти не видна.
Мы не можем непосредственно измерить длину транскриптов рРНК из-за того, что они связаны с белками и имеют компактную структуру, однако мы знаем (на основании данных по первичной структуре рРНК), какой длины должны быть эти транскрипты. Величина транскрибируемого сегмента ДНК, измеренная как длина «ствола рождественской елки», составляет 85% длины рРНК. Это означает, что ДНК почти полностью релаксирована.
В то же время из клеток, инфицированных вирусом SV40, можно выделить транскрипционные комплексы мини-хромосом вируса. Они содержат обычные гистоновые компоненты и обладают структурой, напоминающей бусины. Можно видеть, что от мини-хромосом ответвляются цепи РНК. Это не противоречит точке зрения о том, что транскрипция происходит, когда ДНК SV40 организована в нуклеосомы. Конечно, минихромосомы SV40 транскрибируются менее интенсивно, чем гены рРНК.
При транскрипции ДНК развертывается, и в отдельных участках хроматина фибрилла может релаксировать. Прежде всего возникает предположение о том, что для этих процессов необходимо дополнительное пространство. Особенности строения политенных хромосом и хромосом типа ламповых щеток, описанные ранее, свидетельствуют о том, что с экспрессией генов связана более сложная структурная организация хроматина.
Первый вопрос, который касается структуры активных генов, состоит в том, сохраняется ли нуклеосомная организация хроматина при транскрипции ДНК. Если происходит смещение октамеров гистонов, то остаются ли они каким-то образом связанными с транскрибируемой ДНК?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, хроматин переваривают микрококковой нуклеазой и затем проводят гибридизацию с использованием зондов к какому-либо специфическому гену или группе генов для того, чтобы определить, присутствуют ли в ожидаемых количествах его фрагменты в обычной 200-пн лесенке. Заключение, к которому можно прийти на основании этих экспериментов, носит ограниченный характер, но является важным.
Транскрибируемые гены содержат нуклеосомы в тех же количествах, что и нетранскрибируемые гены. Таким образом, для того, чтобы транскрибироваться, гены не обязательно должны принимать некую альтернативную форму организации.
Однако, поскольку транскрибируемый ген в каждый данный момент времени, вероятно, использует только одну РНК-полимеразу, остается неизвестным, что происходит на местах, занятых ферментом. По-видимому, они сохраняют нуклеосомную структуру; более вероятно, что по мере движения РНК-полимеразы по ДНК нуклеосомы перемещаются, однако после прохождения фермента сразу же возвращаются на место.
Протяженные участки транскрипционных единиц рДНК перемежаются
с несколько менее растянутыми участками нетранскрибируемых спейсеров.
