Ендорепликация

Автор: Росен Илиев

Ендорепликация. Ендорепликацията е репликация на ДНК по време на фаза S от клетъчния цикъл, без последващото завършване на митозата и / или цитокинезата. (Ендорепликацията е позната също и като ендоредупликация).

Ендорепликацията се осъществява в определени типове клетки при животните и растенията. Има няколко разновидности:

– репликацията на ДНК при завършване на митозата, но не цитогенезата.

– повтаря репликацията на ДНК, без да се образуват ядра в телофазата. Това може да доведе до:

1. Полиплоидия: репликираните хромозоми запазват първоначалната си индивидуална идентичност.

2. Политения: репликираните хромозоми остават в пълен синхрон за формиране на „гигантски“ хромозоми.

3. различните междинни условия между 1 и 2

Митоза без цитогенеза

Митозата без цитогенеза произвежда маса от цитоплазма с много ядра (наричани синкитиум). Някои примери:

– свободен ядрен етап в развитието на ембриона на мухи като Drosophila (Дрозофилия).

– плазмодиални слузести форми като  Physarum polycephalum;

Клетките са полиплоидни, ако те съдържат повече от два хаплоидни (n) набора от хромозоми. Например, триплоидните (3n) и тетраплоидните клетки (4N) са полиплоидни.

Полиплоидията обикновено се ограничава до определени тъкани на животните, като например:

– чернодробните клетки;

– мегакариоцитите, от които са направени тромбоцитите, могат да преминат през седем S фази, и да произведат гигантски клетки с едно ядро, съдържащо 128n хромозоми. Тази раздробеност добиват и тромбоцитите.

– гигантските клетки трофобласти в плацентата.

Полиплоидията е много често срещана и при растенията.

Политения

Най-добре проучените примери за политения са гигантските хромозоми, намерени в определени клетки на ларви при мухите.

На микроснимката (отгоре) се виждат политенни хромозоми в клетки от слюнчевата жлеза на ларва от вида Drosophila melanogaster. Тези хромозоми са открити и при други големи и активни клетки.

Всяка от четирите двойки хромозоми на  Drosophila е претърпяла 10 кръга на репликация на ДНК.

Майчините и бащините хомолози, както и всичките им дубликати са подредени в точен регистър един с друг.

Така че всяка хромозома се състои от кабел, съдържащ 2 048 идентични направления на ДНК.

Те са толкова големи, че могат да бъдат наблюдавани по време на интерфазата, дори и със светлинен микроскоп с ниска консумация на енергия

Каква е функцията на политенията?

Вероятният отговор: генна амплификация. Има няколко копия на гени, позволяващи високо ниво на генна експресия, която води до изобилна транскрипция и превод за производството на генни продукти. Това би обяснило защо политенията се свързва с големи, метаболитно активни клетки (като слюнчените жлези).

Политенните хромозоми са подразделени в около 5000 тъмни ленти.

Границите между групите съдържат изолатори.

Политенните хромозоми имат региони, наречени „кълба“ – те са подути и изглежда имат по-свободна структура.

Точният модел на кълбата:

– различават се в различните типове клетки

– различават се с променящите се условия в един вид клетки.

Това е точно това, което може да предскаже дали кълбата представляват региони на интензивна генна транскрипция.

Като цяло, ранните кълба отразяват активирането на гените, кодиращи транскрипционните фактори. Тези протеини се свързват с организаторите на други гени, преобразуват ги и причиняват отдръпването и появявата на техните локуси.