Хромомера , также известная как идиомера , является одной из последовательно выровненных бусин или гранул эукариотической хромосомы , образующихся в результате локального скручивания непрерывной нити ДНК . [1] Хромомеры представляют собой области хроматина , которые были уплотнены посредством локального сокращения. В областях хроматина с отсутствием транскрипции конденсация комплексов ДНК и белка приведет к образованию хромомер. [2] Она видна на хромосоме во время профазы мейоза и митоза . Гигантские полосатые ( политенные ) хромосомы, возникающие в результате репликации хромосом и синапса гомологов без деления клеток, представляют собой процесс, называемый эндомитозом. Эти хромосомы состоят из более чем 1000 копий одной и той же хроматиды, которые выровнены и производят чередующиеся темные и светлые полосы при окрашивании. Темные полосы являются хромомерой.
Неизвестно, когда хромомеры впервые появляются на хромосоме . Хромомеры можно лучше всего наблюдать, когда хромосомы сильно конденсированы. [2] Хромомеры присутствуют во время фазы лептотены профазы I во время мейоза. Во время фазы зиготены профазы I хромомеры гомологов выравниваются друг с другом, образуя гомологичное грубое спаривание (поиск гомологии). Эти хромомеры помогают обеспечить уникальную идентичность для каждой гомологичной пары. Они появляются в виде плотных гранул во время стадии лептотены
На 20 хромосомах кукурузы имеется более 2000 хромомеров.
Хромомеры организованы в прерывистую линейную структуру вдоль конденсированных хромосом (пахитенные хромосомы) во время профазы мейоза . [2] Линейная структура хромомеров связана с расположением генов вдоль хромосомы. [2] [3] Хромомеры содержат гены и иногда кластеры генов внутри своей структуры. [3] Агрегаты хромомеров известны как хромонематы. [4]
Когезионные белки SMC3 и hRAD21 (играют роль в сплочении сестринских хроматид ) находятся в хромомерах в высоких концентрациях и поддерживают правильную структуру хромомер. Белок XCAP-D2 также присутствует в высоких концентрациях в хромомере и действует как компонент конденсина . Высокие концентрации тандемных повторов гетерохроматинового белка HP1β накапливаются в хромомере. В областях, где петли прикрепляются к хромомерам, происходит гиперацетилирование гистона 4. Дополнительное ацетилирование ослабляет хроматин из конденсированной формы, делая его более доступным для белков, участвующих в транскрипции . [2]
Хромомеры известны как структурная субъединица хромосомы. Расположение структуры хромомера может помочь в контроле экспрессии генов. [3]
Карты хромомеров могут быть созданы для использования в генетических и эволюционных исследованиях. Хромомерные карты могут быть использованы для определения точного положения генов на хромосоме. Хромомерные карты могут быть использованы для анализа хромосомных аберраций и поиска корреляций между аберрациями и их влиянием на гены вблизи точек разрыва. [3]
Хромомеры демонстрируют различные свойства и поведение, когда связаны с хромосомами типа ламповых щеток . Хотя они встречаются по всей хромосоме типа ламповых щеток, они не организованы в четком порядке, как в обычных пахитенных хромосомах мейоза. [2] [5] Две сестринские хроматиды хромосомы типа ламповых щеток полностью разделяются, образуя боковые петли, которые отходят от хромомер и действуют как транскрипционные комплексы. Боковые петли — это области, где хромосомы транскрипционно активны. [2] [5] Петли определяют, где будет располагаться хромомер. Хромомера — это организация областей нетранскрибированного хроматина. Эти области хроматина, которые не были транскрибированы, расположены на концах петель, которые были образованы сестринскими хроматидами хромосомы типа ламповых щеток. [2] Каждый хромомер может иметь до нескольких пар петель от хромосом типа ламповых щеток, происходящих из него, а также микропетли, которые невозможно обнаружить с помощью светового микроскопа . [6]
Хромомеры хромосом типа ламповых щеток действуют как структурные единицы и не считаются генетическими единицами, участвующими в транскрипции. Организация хромосомы в хромомерные единицы происходит почти одновременно с началом транскрипции. [2] Петлевые структуры, простирающиеся от хромомер, поддерживаются высоким уровнем транскрипционной активности и структурными белками хромосомы. Хроматин внутри хромомеры удерживается на месте различными модификациями гистонов и эпигенетическими маркерами . [5]
Метил-CpG-связывающий белок 2 (MeCP2) — это белок, который связывается с метилированной ДНК. Было обнаружено, что MeCP2 наиболее сильно ассоциируется с транскрипционно неактивными хромомерными доменами. Паттерны связывания MeCP2 с хромомерными доменами пропорциональны плотности хромомерной ДНК, обнаруженной на хромосоме. Связывание MeCP2 с хромомерными областями представляет собой области хроматина, которые являются высокодинамичными на хромосоме типа ламповой щетки. [6]