Chromozomální území jsou oddělené a téměř nepřekrývající se oblasti, které jsou obsazeny chromozomy v jádře během interfáze buněčného cyklu [1] . Chromozomální území mají kulovitý tvar o průměru jednoho až několika mikrometrů [2] . Předpokládá se, že teritoriální uspořádání chromozomů je charakteristické pro všechna eukaryota , i když existují výjimky, například kvasinka Saccharomyces cerevisiae [3] . Vzájemné uspořádání chromozomových území se mezi buňkou velmi liší [4] .
Chromozomy jsou přístupné vizuálnímu mikroskopickému pozorování pouze během mitotického nebo meiotického buněčného dělení. Není proto divu, že po objevení chromozomů v 19. století se věřilo, že jde o dočasné útvary, které se v buňce objevují až v okamžiku buněčného dělení a v mezifázi se rozpadají na samostatné fragmenty. První osobou, která navrhla nepřetržitou existenci chromozomů v průběhu buněčného cyklu v roce 1883 , byl belgický embryolog Edouard van Beneden . Tato myšlenka byla dále rozvinuta v práci „ Über Zellteilung “ ( německy „O buněčném dělení“) (1885) rakouského cytologa Carla Rabla . Karl Rabl při sledování procesu dělení epiteliálních buněk obojživelníků Salamandra maculata a Proteus anguinis objevil kontinuitu uspořádání chromozomů v postupných děleních. Předpokládal, že každý chromozom jako samostatná entita je zachován v mezifázovém jádře, zatímco v jádře zaujímá místo, do značné míry určené polohou v anafázi předchozí mitózy. Karl Rabl navíc popsal charakteristickou konfiguraci chromozomů v interfázovém jádře, kdy centromery chromozomů jsou připojeny k jadernému obalu na jednom pólu jádra a telomerické oblasti chromozomů jsou připojeny k opačnému pólu. Taková organizace chromozomů v jádře se dnes nazývá „Rabl konfigurace“ [3] [5] .
Termín „chromozomální území“ zavedl do vědeckého použití německý embryolog Theodor Boveri v roce 1909 v práci věnované studiu chromozomů v blastomerách u koňské škrkavky Parascaris equorum . Podle teorie kontinuity chromozomů, kterou formuloval T. Boveri, chromozomy nezanikají v interfázi, ale přecházejí do dekondenzovaného stavu, přičemž zabírají samostatný prostor a nejsou zaměňovány s jinými chromozomy [3] [5] .
Experimentální potvrzení existence chromozomových území bylo získáno mnohem později, v 80. letech 20. století. První nepřímý důkaz, že chromozomy nejsou v jádře rozmístěny rovnoměrně, získal v roce 1982 německý badatel Thomas Kremer.. Experimenty T. Kremera byly založeny na poškození buněčného jádra tenkým UV laserovým paprskem. Po takovém lokálním dopadu jen malá část chromozomů nesla stopy opravných změn. Přímý vizuální důkaz teritoriální organizace chromozomů v jádře získal T. Kremer a další výzkumníci v letech 1984-85 pomocí in situ hybridizace s radioaktivně značenou DNA jednotlivých chromozomů [3] [5] .
Moderní koncepce umístění interfázových chromozomů v jádře vycházejí z dat z experimentů fluorescenční in situ hybridizace ( FISH ), při které se jako sondy používají tak či onak značené krátké fragmenty jednotlivých metafázových chromozomů [1] .
Neexistují žádná přísná pravidla pro uspořádání chromozomů v mezifázovém jádře, ale bylo prokázáno, že homologní chromozomy jsou obvykle umístěny daleko od sebe. Kromě toho v jádrech leukocytů chromozomy bohaté na geny obsazují střed jádra a chromozomy chudé na geny leží podél periferie jádra, blíže k jadernému obalu . V plochých jádrech fibroblastů však tato tendence není tak jasně vyjádřena: v jádrech fibroblastů jsou všechny velké chromozomy zpravidla umístěny blíže k jaderné periferii. Mezipolohu zaujímají chimérické chromozomy, které jsou výsledkem translokace mezi chromozomy z různých vrstev jádra. Poloha každého konkrétního chromozomu v jádře je indikována uvedením průměrné vzdálenosti mezi středem jádra a středem území chromozomu, vyjádřenou jako procento poloměru jádra [6] .
Chromozomální území jsou oddělena speciálním prostorem - interchromatinovou doménou ( anglicky interchromatin domain, ICD ), která slouží k přesunu RNA a regulačních proteinů . Obsahuje také jaderné skvrny a tělíska PML , která akumulují sestřihové faktory a protein PML [ 7] .
Chromozomální teritoria mají „houbovitou“ strukturu, díky které mohou regulační proteiny procházet dovnitř a ribonukleoproteinové částice se mohou přesouvat z míst syntézy do interchromatinové domény jednoduchou difúzí [7] .
Podle nejodůvodněnějšího modelu jsou domény 1 milion bp základní strukturní jednotkou chromozomových území. Jsou to růžice 10 nebo více smyček DNA a odpovídají shlukům replikonů . Ačkoli se zpočátku ukázalo, že aktivní geny leží na povrchu chromozomových území, další studie ukázaly, že taková korelace neexistuje. V některých případech ji však lze vysledovat, například v případě myšího lokusu HoxB [7] .
Funkční význam smyčkování genů za hranicemi chromozomového území není v tuto chvíli jasný. Geny, které jsou aktivně transkribovány a které jsou mimo chromozomální území, se často nacházejí v blízkosti těl PML. Těla PML mohou kromě proteinů PML obsahovat další transkripční faktory , takže přesun genů blíže k tělům PML může podporovat aktivaci transkripce. Je také možné, že uvolnění aktivně exprimovaných genů mimo chromozomální území je jednoduchým důsledkem dekompaktizace odpovídající chromozomální domény [8] .
V průběhu reakce na poškození DNA (DDR ) se chromozomální teritoria pohybují. Poškození DNA kožních fibroblastů při léčbě cisplatinou tedy vede k přesunu chromozomových teritorií 12. a 15. chromozomu do středu jádra a chromozomové teritoria chromozomů 17 a 19 se naopak pohybují z středu jádra na jeho periferii [9] .
| Chromozomy | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hlavní | |||||||||||
| Klasifikace | |||||||||||
| Struktura |
| ||||||||||
| Restrukturalizace a porušení | |||||||||||
| Určení chromozomálního pohlaví | |||||||||||
| Metody | |||||||||||