Содержание к диссертации
Введение
Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ II
1.1. Хромосомы типа ламповых щеток II
1.1.1. История изучения II
1.1.2. Распространение 12
1.1.3. Структурно-функциональная организация . 14
1.1.4. Функциональная значимость 34
1.2. Особенности оогенеза птиц 37
1.2.1. Хромосоїш типа ламповых щеток в ооцитах птиц 37
1.2.2. Внутриядерные структуры ооцитов, формирующиеся в связи с хромосомами типа ламповых щеток 39
1.2.3. Особенности функционирования рибосомных
генов в оогенезе птиц 41
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 44
2.1. Приготовление постоянных препаратов хромосом типа ламповых щеток 44
2.2. Электронно-микроскопическое исследование ламповых щеток 46
2.3. Измерение хромосом 46
2.4. Цитохимическое исследование 47
2.4.1. Серебрение изолированных ламповых щеток 47
2.4.2. Окраска хромосом типа ламповых щеток флуорохромами (Хёхст 33258, оливомицин) 47
2.5. Гибридизация Зл situ H3-5S генов Drosophila melanogaster с РНК-транскриптом ламповых щеток птиц (курицы, зяблика и голубя) ДНК/РНК-транскрипт гибридизация 48
2.5.1. Приготовление препаратов хромосом типа ламповых щеток 48
2.5.2. Проба радиоактивной ДНК 48
2.5.3. Гибридизация in situ и автография 49
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ 50
3.1. Хромосомы типа ламповых щеток в растущих ооцитах японского перепела 50
3.1.1. Данные световой микроскопии 50
3.1.2. Ультраструктурная организация ламповых щеток японского перепела 56
3.2. Хромосомы в растущих ооцитах домашней курицы 70
3.2.1. Хромосомы типа ламповых щеток. Данные световой микроскопии 70
3.2.2. Морфология конденсирующихся хромосом 74
3.2.3. Результаты окрашивания хромосом флуорохромами Хёхст 33258 и оливомицин 75
3.3. Хромосомы из растущих ооцитов зяблика. Данные световой микроскопии 98
3.3.1. Морфология хромосом в ооцитах цитоплазмати-ческого роста 98
3.3.2. Морфология хромосом в ооцитах начала периода вителлогенеза 101
3.3.3. Морфология хромосом в крупных вителлогенных ооцитах 102
3.3.4. Результаты серебрения хромосом по методике Хауэла и Блэка 103
3.3.5. Результаты окрашивания хромосом из ооцитов зяблика флуорохромами, специфичными для ДНК 104
3.4. Общая морфология ядерных структур в растущих ооцитах сизого голубя 118
3.4.1. Морфология ядерных структур на нефиксированных препаратах 118
3.4.2. Морфология хромосом типа ламповых щеток на фиксированных и окрашенных препаратах 119
3.4.3. Результаты серебрения ядерных структур из ооцитов сизого голубя по Хауэлу и Блэку 123
3.5. Результаты гибридизации нуклеиновых кислот (ДНК/РНК-транскрипт) на ламповых щетках птиц 148
3.5.1. Результаты гибридизации ДНК/РНК-транскрипт на ламповых щетках домашней курицы 148
3.5.2. Особенности транскрипции 5S генов на ламповых щетках зяблика, выявленные с помощью гибридизации ДНК/РЙК-транскрипт 148
3.5.3. Результаты гибридизации ДНК/ГНК-транскрипт на ламповых щетках голубя 149
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 155
4.1. Сравнительный анализ хромосом типа ламповых щеток из ооцитов птиц 155
4.1.1. Цитогенетические особенности набора ламповых щеток в ооцитах птиц 156
4.1.2. Поведение половых хромосом в профазе мейоза у самок птиц 157
4.1.3. Общая морфология хромосом типа ламповых щеток птиц 159
4.1.4. Особенности функциональной морфологии боковых петель ламповых щеток птиц 168
4.1.5. Особенности транскрипции 5 sгенов в ламповых щетках птиц, выявленные методом гибридизации нуклеиновых кислот in situ 172
4.2. Некоторые особенности конденсации хромосом после стадии ламповых щеток 176
4.3. Особенности функционирования ядрышкового организатора в ооцитах половозрелых самок птиц 179
ВЫВОДЫ 181
ЛИТЕРАТУРА 184
- Хромосомы типа ламповых щеток
- Приготовление постоянных препаратов хромосом типа ламповых щеток
- Хромосомы типа ламповых щеток в растущих ооцитах японского перепела
- Сравнительный анализ хромосом типа ламповых щеток из ооцитов птиц
Введение к работе
Функциональная морфология ядра в растущих ооцитах животных определяется типом дифференциации ооцита, т.е. типом оогенеза. У животных с солитарным и фолликулярным типами оогенеза во время вегетативной фазы развития ооцита хромосомы приобретают форму так называемых ламповых щеток и характеризуются высокой транскрипционной активностью. Существенная часть синтезируемой ими в этот период РНК запасается в цитоплазме ооцита и используется на ранних этапах развития зародыша (Дэвидсон, 1972; Нейфах, Тимофеева, 1977, 1978; Кафиани, Костомарова, 1978). Изучение морфо-функциональной организации ядерного аппарата (в частности, хромосом) и закономерностей ее изменений в ходе роста и дифференциации ооцитов животных - один из актуальных вопросов биологии развития.
В последнее время в литературе появились сведения о наличии кратковременной стадии ламповых щеток в ооцитах некоторых животных с оогенезом алиментарного типа (Davring , 1983) и даже в ООЦИТаХ ВЫСШИХ растений (binnert, Stallman , 1981), что должно свидетельствовать об универсальности феномена ламповых щеток в оогенезе животных и растений. Такая универсальность предполагает выполнение хромосомами этого типа жизненно важной общебиологической функции. До недавнего времени гипотеза, разработанная Дьюри (Duryee , 1950), Голлом (Gall , 1955) и Дэвидсоном (Дэвидсон, 1976) и рассматривающая ламповые щетки как мощный синтетический аппарат, который формируется в ядре ооцита и вырабатывает все типы РНК (кроме рибосомных 18SH 28S) для нужд раннего эмбриогенеза, считалась общепризнанной. Однако в свете последних данных, полученных при исследовании хромосом типа ламповых щеток из ооцитов амфибий (например, считывание огромного количества некодирую- щих последовательностей ДНК, в том числе сателлитных ДНК, которые определенно не транслируются), следует принять, что биологическое значение хромосом этого типа не ограничивается интенсификацией транскрипции многих структурных генов и остается во многом непонятным ( Macgregor, 1980,- Callan , 1982; Gall et al. , 1983).
В то же время хромосомы типа ламповых щеток используются как модельная система для исследования закономерностей процесса транскрипции, принципов организации хромосом эукариотов, для локализации и изучения экспрессии в ооцитах определенных генетических последовательностей.
Решающее значение в исследовании хромосом типа ламповых щеток имела разработка методики выделения их из ооцитов амфибий с помощью микрохирургической техники ( Duryee, 1950; Gall , 1954, 1956; Callan, Lloyd > I960). Б результате в течение двух последних десятилетий оформилась специальная область клеточной биологии, которая находится на стыке эмбриологии, цитологии и молекулярной генетики и в которой закономерности организации и функционирования ламповых щеток из ооцитов амфибий исследуются целым комплексом методов структурного и молекулярно-биологического анализа ( Callan , 1963, 1982; Barsacchi, Gall , 1971; Scheer et al., 1974, 1976; Macgregor , 1980; Gall et al. , 1981, 1983 и др.). Тем не менее эти закономерности остаются во многом неясными.
Недостатком указанного направления исследований, на наш взгляд,.является известная односторонность, которая обусловлена изучением хромосом типа ламповых щеток лишь у нескольких видов класса амфибий, главным образом представителей подкласса Urodeia Нет ни одного другого объекта, у которого они были бы изучены подробно. В то ке время наиболее полную и разнообразную информацию можно получить при изучении широкого спектра модификаций, который дают ламповые щетки в ооцитах животных и растений разных типов и классов. Таким образом неоценимую помощь может оказать здесь сравнительный подход, не только дающий богатый материал для изучения общих закономерностей и частных особенностей функционирования организмов, но часто наталкивающий исследователей на новые интересные идеи.
Актуальность изучения ламповых щеток птиц определяется, во-первых, специфическими особенностями оогенеза у представителей этого класса позвоночных: в растущих ооцитах половозрелых самок не выявлены ни амплифицированные, ни хромосомные ядрышки (Гагин-ская, Грузова, 1969, 1975; Гагинская, Чинь, 1980; Кропотова, Гагинская, 1984). Бо-вторых, специфическими особенностями генома у этих животных: хромосомный набор, в котором диплоидное число хромосом у большинства видов близко к 80, состоит из макро- и микрохромосом и характеризуется значительно более низким, чем у хвостатых амфибий, содержанием ДНК; у птиц самки - гетерогаметный пол, обладающий половыми хромосомами z и v/ , которые существенно различаются ПО величине ( Benilschke , 1971; Carlenius et al, 1981;
Гинатулин, 1984).
До настоящего времени хромосомы типа ламповых щеток птиц исследовались в основном на парафиновых срезах яичников ( Hoii,
1890: Loyes ) 1906; van Durme ? 1914; Кольцов, 1938; Гагинская,
Грузова, 1969; Гагинская, 1972 а,в), что, естественно, дает лишь небольшую информацию об их структуре. Нам известны также две работы, в которых изолированные из ооцитов домашней курицы (Коеске, Miiller » 1^65; Ahmad , 1970) И уТКИ ( Koecke,Miiller , 1965) лам- повые щетки исследовали нефиксированными при фазово-контрастном освещении светового микроскопа. Эти работы ограничены общими представлениями о хромосомах типа ламповых щеток птиц и, к сожалению, содержат ряд ошибочных наблюдений.
Цель нашего исследования заключалась в сравнительном изучении морфологии хромосом типа ламповых щеток у четырех представителей класса птиц (домашняя курица, японский перепел, сизый голубь и зяблик) с использованием методов световой и электронной микроскопии. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Путем комбинации методик, используемых для выделения ламповых щеток из ооцитов амфибий, подобрать адекватные условия для выделения хромосом из ооцитов птиц.
Детально изучить и охарактеризовать общую морфологию ламповых щеток из ооцитов птиц, используя прижизненные наблюдения изолированных ядер и хромосом в фазовоконтрастном микроскопе, а также детальный микроскопический анализ препаратов фиксированных и окрашенных ламповых щеток.
Изучить морфологические и ультраструктурные особенности боковых петель ламповых щеток птиц, характеризующие транскрипционную активность хромосом в растущих ооцитах. ) 4. Локализовать в хромосомах - ламповых щетках птиц активные гены 5S РНК методом гибридизации in situ Зн - 5БДНК дрозофилы с РНК-транскриптом ламповых щеток.
5. Проследить морфологические закономерности конденсации хромосом в ооцитах после завершения стадии ламповых щеток.
ОсйОЕНОй материал был получен при светооптическом исследовании фиксированных и окрашенных препаратов хромосом типа ламповых щеток, изолированных из ядер ооцитов. Для выделения хромосом и приготовления постоянных препаратов использовали комбинацию различных вариантов методики выделения хромосом из ооцитов амфибий ( Gall, 1954, 1956; Oallan, Lloyd , I960; Hennen et al., 1975; Gounon, Karsenti, 1981). Применение ряда методик, перспективных для исследования ламповых щеток (дифференциальное окрашивание флуорохромами, окраска азотнокислым серебром для выявления функционально активных ядрышковых организаторов, электронно-микроскопическое изучение препаратов приготовленных по методу Миллера изолированных ламповых щеток, гибридизация in situ ДНК/РНК-транскрипт с целью выявления активных генов 5s РНК), дало некоторый дополнительный материал, который позволил более полно охарактеризовать хромосомы типа ламповых щеток из ооцитов птиц.
Работа представляет детальное исследование хромосом типа ламповых щеток, изолированных из ооцитов птиц. Охарактеризована морфология ламповых щеток в ооцитах четырех видов, принадлежащих трем отрядам. Установлено, что на стадии ламповых щеток все гомологичные хромосомы (включая микрохромосомы) объединены в биваленты, неспаренными остаются только гетерологичные половые хромосомы.
Показано принципиальное сходство хромомерно-петлевой организации ламповых щеток птиц с ламповыми щетками амфибий. Выявлены межвидовые различия в морфо-функциональной организации хромосом-ламповых щеток птиц, а также различия в организации ламповых щеток птиц и амфибий. На примере ламповых щеток птиц подтверждено существование корреляции между количеством ДНК в геноме вида и размерами боковых петель, характеризующих величину транскрипцион-но активных участков хроматина на стадии ламповых щеток в оогенезе.
На основе изучения ультраструктуры и цитохимических реакций ламповых щеток охарактеризованы особенности организации транскрип-ционно активных участков (боковых петель) ламповых щеток птиц. Показана множественность генетических единиц в петле, а также дискретность структуры РНП матрикса внутри транскрипционных единиц на боковых петлях. Впервые применен метод гибридизации нуклеиновых кислот in situ для локализации транскрипционной активности генов 5s РНК в ламповых щетках птиц.
Прослежены некоторые закономерности конденсации хромосом типа ламповых щеток при инактивации ядра ооцита на поздних этапах оогенеза у птиц. Получены новые данные, подтверждающие инактива-цию рибосомных генов в растущих ооцитах птиц из отрядов Куриных и Воробьиных.
Полученные в работе данные углубляют знания о морфо-функцио-нальной организации хромосомного аппарата в растущих ооцитах птиц и имеют значение для понимания закономерностей развития женских половых клеток. Они демонстрируют также перспективность сравнительных исследований в области изучения хромосом типа ламповых щеток. Проведенное исследование открывает возможность использования изолированных из ооцитов птиц хромосом типа ламповых щеток в качестве модельного объекта для изучения принципов структурной организации транскрипционно активных хромосом, для изучения экспрессии генов в половых клетках, для исследования закономерностей конденсации хромосом при их инактивации.
Я бесконечно благодарна моему научному руководителю Елене Романовне Гагинской за постоянную неоценимую помощь как в экспериментальной работе, так и в обсуждении результатов. Хочется выразить признательность А.Г.Цветкову, Ю.Е.Петровой, Г.П.Дробот, всему коллективу лаборатории электронной микроскопии за постоянную поддержку и внимание. Приношу свою искренюю благодарность руководителю лаборатории кариологии простейших БиНЙИ Д.В.Осипову и руководителю Центра структурно-химического анализа морфогенезов Г.П.Коротковой за предоставленную возможность работы на микроскопах и анализаторе изображений ibas -1. Я искренне признательна также А.В.Родионову за помощь в проведении'флуороскопического исследования и участие в обсуждении его результатов. - II -
Хромосомы типа ламповых щеток
Хромосомы типа ламповых щеток были открыты Флеммингом в ооцитах аксолотля АтЬу stoma mexicanum 60ЛЄЄ Ста ЛЄТ Назад, В 1882 Г. ФлеММИНГ ( Flem ming , 1882) не был уверен, что открытые им структуры являются истинными хромосомами, поскольку они, в отличие от конденсированных митотических и мейотических хромосом, не были базофильны. В 1892 г. Рюккерт (Ruckert , 1892), работая с ооцитами акулы, впервые изучал изолированные, фиксированные и окрашенные целые ядра ооцитов. Он сделал три важных вывода:
- структуры внутри ядер - хромосомы;
- хромосомы ассоциированы в пары;
- хромосомы имеют латеральные петли.
Именно Рюккерт дал образное название этим необычным хромосомам, сравнив их со щетками для чистки керосиновых ламп. В ооцитах домашней курицы ламповые щетки впервые увидел Холл в 1890 году ( Hoii? 1890), описав содержащие их ядра как "бородатые ядра".
Долгие годы Фельген-отрицательная реакция петель ламповых щеток служила главным доказательством того, что хромосомы не содержат ДНК; однако в 1940 г. Браше ( Brachet, 1940) показал, что отрицательная реакция Фельгена является следствием исключительной дисперсии Фельген-положительного материала. Вывод Браше подтвердили Пэйнтер и Тейлор (Painter,Taylor , 1942) при изучении ооцитов жабы. Они также наблюдали и впервые правильно интерпретировали процесс амплификации ядрышковой ДНК в ооцитах - это открытие было забыто до того момента, когда в 1968 г. его переоткрыл Макгрегор (Macgregor , 1968). .
Широкое и всестороннее исследование хромосом типа ламповых
- 12 щеток стало возможным, когда Дьюри ( Duryee, 1937, 1941) разработал доступную и выгодную во многих отношениях методику их выделения из ядер ооцитов лягушки и тритона. Он показал, что выделенные вручную хромосомы типа ламповых щеток сохраняют нативную структуру, если их поместить в 0,1 М раствор NaCi в отсутствие ионов кальция. Метод был усовершенствован Голлом и Кэлланом (Gall Ї954, 1966; caiian,Lloyd , I960), и все последующие исследования (Gall, Callan, I962;Hennen et al, 1975; Macgregor, 1968, 1972, 1979; Mancino et al.,I969, 1977 ;Varley,Morgan, 1978; Varley et al. J 1980; Biaz et al. , I98I Jararich et al. , 1983 др.) основаны на его использовании. Метод оказался чрезвычайно удобным и единственно адекватным для исследования хромосом типа ламповых щеток, поскольку изучить их на срезах или давленных препаратах в силу их необычайно тонкой структуры практически невозможно.
Поскольку ооциты хвостатых амфибий (п/кл.игоаеіа) обладают крупными ядрами, которые легко выделять вручную, и поскольку ламповые щетки у представителей этого подкласса наиболее крупные (например, I хрОМОСОМа ТрИТОНа Triturus vulgaris meridionalis На стадии лампОВЫХ щеток Имеет ДЛИНу 700 МКМ ( Barsacchi et al., 1970), именно амфибии стали традиционным объектом для изучения хромосом типа ламповых щеток. Здесь достигнуты значительные успехи и определены основные закономерности функциональной организации хромосом этого типа. Однако ламповые щетки распространены значительно шире.
Приготовление постоянных препаратов хромосом типа ламповых щеток
Для получения препаратов хромосом типа ламповых щеток брали ооциты от 0,35 до 1,75 мм диаметром (для каждого отдельного вида эти пределы варьируьэт в связи с особенностями оогенеза, см.главу 3).
Для выделения хромосом и приготовления постоянных препаратов ламповых щеток использовали комбинацию различных вариантов методики выделения хромосом из ооцитов амфибий. Так, например, оказалось, что ядра из ооцитов птиц лучше всего выделяются в среде "3:1" Кэллана (Caiian, Lloyd , I960), тогда как ядерный сок лучше диспергирует в трис-буферной среде (ТБС), которую используют ГуНО И КарсеНТИ (Gounon, Karsenti , I98l). В результате П0 вышения рН раствора ТБС до 9 значительная часть матрикса (очевидно, белков) боковых петель удаляется, что позволило более детально исследовать организацию единиц матрикса (матриксонов) на боковых петлях ламповых щеток курицы и перепела. Для выявления нормальной морфологии ламповых щеток применяли среду ТБС с рН = 7,4 -8,0.
Ядра, выделенные в среде "3:1" (3 части 0,1 М KCI , I часть 0,1 М Nad) и очищенные от цитоплазмы, переносили в специальную камеру, заполненную ТБС (0,08 М KCI, 0,02.1 Na0l,I I0"3 MMgOig, 5 I0""5 М CaCIo, 0,02 М трис), и тонкими вольфрамовыми иглами удаляли ядерную оболочку. Камеры для выделения хромосом изготавливали по Кэллану и Ллойд ( Caiian, Lloyd , I960): к предметному стеклу с просверленным в нем отверстием диаметром 5 мм смесью парафина и вазелинового масла (1:1) приклеивали покровное стекло, которое служило дном камеры. После удаления оболочки ядра камеру накрывали чистым покровным стеклом и на 30-40 мин помещали на лед. По мере диспергирования ядерного сока в ТБС хромосомы оседают на дно камеры. Целые ядра и изолированные хромосомы внутри камеры можно наблюдать в микроскопе с объективом Юх при фазовоконтраст-ном или интерференционном освещении.
При изготовлении постоянных препаратов мы следовали методике Хеннена и соавторов ( Hennen et aL, 1975). Через 30-40 мин после удаления оболочки ядра камеры с осевшими на дно хромосомами центрифугировали 5 мин при 800g и еще 15-20 мин при 2 OOOg , после этого камеры целиком погружали в фиксатор(70$ этанол или 1$ глютаровый альдегид), осторожно сдвигали верхнее покровное стекло и фиксировали хромосомы 20-60 мин. Затем лезвием бритвы отделяли нижнее покровное стекло с хромосомами (дно камеры) и в некоторых случаях (после фиксации спиртом) дофиксировали хромосомы смесью 96fo этанола и ледяной уксусной кислоты (3:1). При изготовлении препаратов для исследования морфологии хромосом наилучшей оказалась фиксация в 1# растворе глютарового альдеги - 46 да в фосфатном буфере 5-Ю мин с последующей отмывкой в буфере ( Angeiier et ai. » 1984). Затем, как и после фиксации спиртом, препараты проводили через 96$ этанол, высушивали на воздухе, удаляли парафин в трех порциях ксилола, погружали в ацетон, после чего снова высушивали на воздухе. Хромосомы окрашивали Кумасси Р-250 или по Гимза, обезвоживали и заключали в бальзам на предметном стекле.
Для электронно-микроскопического исследования хромосом препараты готовили по методу Миллера ( мшег, Bakken, 1972; Цветков и др.,1984). Выделенные в среде "3:1" ядра переносили в каплю тетрабората натрия (I мМ, рН 8,9), тонкой иглой прокалывали оболочку ядра и позволяли содержимому ядра диспергировать в течение 5 мин, затем материал наслаивали на раствор, содержащий 0,1 11 сахарозы, Ifo формальдегида, 5 мМ тетрабората натрия, рН 7,4, и центрифугировали на покрытую формваровой подложкой сеточку. Сеточки на
Хромосомы типа ламповых щеток в растущих ооцитах японского перепела
Ядра и хромосомы выделяли из ооцитов средних размеров (от 0,5 до 2 мм в диаметре), взятых из яичников несущихся самок. Из ооцитов меньших размеров изолировать ядра вручную под бинокулярной лупой не представилось возможным. У японского перепела ооциты диаметром от 0,5 до I мм находятся в периоде превителло-генеза, более крупные - в периоде вителлогенеза.
При наблюдении в фазовоконтрастном микроскопе живых ядер видно, что хромосомы - ламповые щетки не контактируют с ядерной оболочкой (рис.1,а). Они лежат параллельно поверхности ядра и распределены равномерно в близкой к его периферии зоне, образующей сферу; центральная часть ядра свободна от хромосом. При увеличении объектива х40 можно видеть, что хромосомы подвижны: не пере-мещ аясь внутри ядра, они обнаруживают колебательные движения оси и боковых петель. В ооцитах крупнее 0,75 мм кариоплазма заполнена мелкими гранулами, которые также находятся в Броуновском движении.
После удаления ядерной оболочки содержимое ядра выделяется на дно камеры в виде желеобразного шара (рис.1,б), который хорошо виден в фазовоконтрастном микроскопе благодаря присутствующим в нем гранулам и хромосомам. В течение 30-40 минут происходит дисперсия ядерного сока, хромосомы и гранулы оседают на дно камеры и утрачивают подвижность. Перемешая фокальную плоскость объектива, можно наблюдать все хромосомы набора (рис.2,а,б). В ядре ооци-та перепела насчитывается 38 бивалентов и 2 неспаренные половые гетерохромосомы. Среди бивалентов б образованы макрохромосомами, остальные - средними и микрогомологами. На рис.1,б-г хорошо видно, что ламповые щетки перепела имеют типичную для хромосом этого типа организацию, однако сами биваленты и их боковые петли значительно мельче, чем в ооцитах хвостатых амфибий. В силу этого, а также из-за наличия многочисленных микрохромосом ламповые щетки перепела и других птиц при выделении их из ядер ооцитов и последующем центрифугировании, как правило, мало перепутываются и перекручиваются и бывают хорошо различимы на препаратах (рис.2,а,б).
Следует особо подчеркнуть, что на препаратах хромосом, изолированных из ооцитов взрослых самок/никогда не обнаруживались ядрышки.
Изучение постоянных препаратов фиксированных и окрашенных хромосом позволило более детально охарактеризовать ламповые щетки японского перепела. Каждый из б макробивалентов имеет две или три истинные хиазмы, но точное определение числа хиазм на них затруднительно из-за образования дополнительных перекрестов (псевдохиазм), не имеющих отношения к кроссинговеру. Если хиазма расположена в средней части хромосом, микробиваленты имеют форму креста (рис.3,6), однако часто микрогомологи на исследованной стадии оогенеза имеют терминальную хиазму. В последнем случае гомологичные хромосомы могут лежать практически на одной прямой и при исследовании нефиксированных препаратов в фазовоконтрастном микроскопе такой бивалент легко принять за одиночную неспаренную хромосому (рис.2,б). На фиксированных и окрашенных препаратах ламповых щеток видно, что на обеих половинах таких хромосом совершенно симметрично расположены теломерные гранулы, хромомеры и боковые петли (рис.3,а,в-д; рис.4,в-е), размеры и форма гомологичных петель и хромомеров, как правило, одинаковы.
Сравнительный анализ хромосом типа ламповых щеток из ооцитов птиц
Изучение хромосом типа ламповых щеток, изолированных из ооцитов представителей 4-х видов класса Aves , результаты которого представлены в данной работе, а также данные изучения ооцитов птиц, имеющихся в литературе, свидетельствуют о том, что ламповые щетки птиц обладают типичным для хромосом этой организации строением, В них четко выявляются хромомеры, расположенные вдоль осей хромосом, и боковые петли, которые отходят от хромомеров.
Главные принципы организации хромосом типа ламповых щеток, по-видимому, вообще сходны у всех организмов, у которых такие хромосомы обнаружены (cM.Macgregor, 1980; Восток, Самнер, 1981; Caiian,I982). При изучении ультраструктуры транскрипционных комплексов ламповых щеток, изолированных из ядер ооцитов тритона, и Acetabu laria , Шеер с соавторами (scheer et aL, 1976) показали также сходную морфологическую организацию транскрипции в ламповых щетках этих двух очень далеких организмов.
Наряду с этим, даже внутри одного класса амфибий (единственная группа, в ооцитах представителей которой морфология хромосом хорошо изучена) существуют различия в сроках функционирования ламповых щеток, в размерах этих хромосом и их боковых петель, в морфологии боковых петель, размерах транскрипционных единиц и других особенностях морфо-функциональной организации хромосом типа ламповых ЩеТОК между разными видами ( Callan, 1963,1982; VIad, Macgre-gor, 1975; Gall, 1981; Gall et ai.J983). У птиц межвидовые различия в общей морфологии хромосом типа ламповых щеток, как показало проведенное исследование,во многих отношениях проявляются даже ярче, чем у амфибий.
Сравнение общих закономерностей морфо-функциональной органи-зации ламповых щеток у птиц и амфибий, а также анализ общих и частных особенностей организации хромосом в растущих ооцитах птиц представляется существенным.
В ооцитах животных хромосомы типа ламповых щеток функционируют на диплотенной стадии профазы мейоза. У наиболее хорошо изученного в этом отношении объекта - амфибий-они представляют собой биваленты, гомологичные хромосомы в которых остаются соединенными в местах хиазм (Caiian, 1963, 1982). По-видимому, это справедливо для всех организмов, у которых самки не являются гетерогаметным полом или хромосомы не дифференцируются цитологически на половые и аутосомы и у которых в хромосомном наборе нет микрохромосом.
У птиц ситуация иная, поскольку у них именно самки являются гетерогаметным полом, в клетках которого присутствуют гетерологич-ные половые хромосомы z и ; кариотип самцов у птиц характеризуется Присутствием ДВуХ ГОМОЛОГИЧНЫХ ПОЛОВЫХ ХРОМОСОМ Z( Bammi et al., 1966; Ohno,I967). Кроме того, в хромосомном наборе птиц содержится большое число микрохромосом, поведение которых в мейозе представляет несомненный интерес.
