Etapni rezultati: 1) Analiza vsebnosti lamina A in lamina B v jedrski membrani celic, izbranih v prvi fazi dela (Ras-transformirani fibroblasti hrčka z različnim metastatskim potencialom). V vseh celičnih linijah so protitelesa proti obema laminoma svetlo obarvala jedra. V celicah HET-SR (low metastatic) so jedra pravilne oblike, lamin A je zaznan tako v jedrni ovojnici kot v nukleoplazmi, lamin B je jasneje prisoten v jedrski ovojnici. Vse zelo metastatske celične linije kažejo široko paleto jedrnih oblik, pa tudi tvorbo gub ali nepravilnih skupkov lamin (slika 1). V spontano transformiranih celicah, pri katerih je do transformacije prišlo kot rezultat dolgotrajne in vitro kultivacije embrionalne celične linije sirskega hrčka (ST-HET - nizko metastatske celice, ST-HET klon 83/20 - visoko metastatske celice), opažene so bile podobne spremembe - brez bistvene razlike v intenzivnosti obarvanja laminov A in B med nizko in visoko metastatskimi linijami, velika variabilnost jedrnih oblik je bila opažena pri visoko metastatski liniji ST-HET klon 83/20 in neenakomerna porazdelitev obe lamini (slika 2). Western blot analiza izražanja lamina prav tako ni pokazala pomembne razlike v vsebnosti laminov A in B med nizko in visoko metastatskimi celicami (slika 3). Ker so razlike v metastatski aktivnosti in vivo lahko odvisne od aktivnosti matriksnih metaloproteaz, smo v proučevanih linijah izvedli zimografsko analizo. Da bi to naredili, smo celice zasejali na 35 mm petrijevke v koncentraciji 150.000 celic na posodo, jih gojili 1 dan, nato 3-krat sprali z medijem brez seruma in pustili v mediju brez seruma 12 ur ter kondicionirani medij je bil zbran. Po tem smo prešteli število celic v posodah, da bi normalizirali nalaganje beljakovin pri preučevanju aktivnosti metaloproteinaz. Za analizo želatinazne aktivnosti matričnih metaloproteaz smo 10 μl alikvote kondicioniranega medija zmešali z 10 μl pufra za nalaganje beljakovin za zimografijo in nanesli na gel. Standardno SDS-PAGE elektroforezo smo izvedli pod standardnimi pogoji v 8% poliakrilamidnem gelu, ki je vseboval 0,2% želatine, renaturacijo smo izvajali 30 minut in želatinazno reakcijo smo izvajali 4 ure. Pri vseh proučevanih linijah so odkrili aktivnost metaloproteinaze 2, vendar niso ugotovili pomembnih razlik v aktivnosti metaloproteinaze med nizko in visoko metastatskimi celicami (slika 4). Tako razlike v metastatskem potencialu celic sirskega hrčka pri različnih metodah transformacije niso posledica sprememb v vsebnosti lamina A ali lamina B, ampak so povezane s spremembami v obliki jeder in porazdelitvi laminov, kar kaže na možno motnje tako pri usmerjanju laminov na notranjo jedrsko membrano kot pri regulaciji sestavljanja mikrodomene lamina. 2) Analiza migracijske aktivnosti celic v omejenem prostoru. Migracijska aktivnost celic, odvisno od stopnje izražanja lamina A in njegovih spojnih variant, je bila izvedena v Boydenovih komorah s premerom por 3 in 8 μm. Da bi ustvarili gradient kemoatraktanta, smo v spodnjo komoro dodali fetalni serum, celice v zgornji komori pa inkubirali v mediju brez seruma (slika 5). Analiza je bila opravljena na celičnih populacijah linije HT1080 (človeški fibrosarkom), heterogenih po stopnji ekspresije GFP-lamina A in GFP-progerina, ter celicah z knockdownom lamina A (stopnja knockdowna v posameznih celicah je sorazmerno s fluorescenco GFP, soizraženo z lasno RNA proti laminu A). Analiza učinkovitosti migracije je bila izvedena naslednji dan po zasejanju z uporabo visoko zmogljivega mikroskopskega presejanja in samodejnega zaznavanja števila celic z nadpragovnim nivojem signala GFP na obeh straneh membrane z uporabo algoritmov, optimiziranih v prejšnji fazi projekta. Rezultati analize so pokazali, da je bil delež celic, ki izražajo eksogeni lamin A in progerin, znatno zmanjšan v populaciji celic, ki so migrirale skozi pore, kar kaže na inhibicijo migracije (slika 6). Ta učinek je odvisen od velikosti por: učinkovitost migracije skozi pore 8 μm se zmanjša za 25 % oziroma 32 % za lamin A in progerin, pri migraciji skozi pore 3 μm pa se učinkovitost zmanjša še bolj - za 61 %. % in 66 %. Hkrati zatiranje ekspresije lamina A ne vodi do aktivacije migracije (slika 7). Očitno, ker so te študije uporabile transformirane celice z inherentno visokim migracijskim potencialom in visoko plastičnostjo jedrske ovojnice, dodatno znižanje ravni lamina A ne prispeva pomembno k sposobnosti celic, da migrirajo skozi pore. Zato je v naslednji fazi poskusov načrtovana uporaba HSR linij, opisanih v prejšnjem poročilu, ki izkazujejo različne sposobnosti za metastaziranje (vdor v telesna tkiva), kot tudi njihove transgenske različice. 3). Za preučevanje celične migracije v 3D kolagenskem gelu je PhaseView sodeloval pri razvoju optimiziranega algoritma za pridobivanje slike z uporabo planarne svetlobne mikroskopije (SPIM). Ta algoritem in njegova izvedba strojne opreme zagotavljata 3D mikroskopijo ravninske osvetlitve z lasersko svetlobo (SPIM) s povečano enakomernostjo in globino širjenja po celotnem vidnem polju v srednje velikih do velikih prozornih in prosojnih vzorcih. Zlasti ta sistem zagotavlja sredstva za vzdrževanje najmanjše debeline laserske svetlobne plošče znotraj predmeta na največji možni površini za dano optično konfiguracijo, s čimer zagotavlja enotno in največjo možno aksialno ločljivost po celotnem vidnem polju. Sistem temelji na sinhronizaciji hitrosti in faze Rolling shutter kamere CMOS, ki se uporablja za zajem slike, z gibanjem sedla laserske plošče z uporabo adaptivne optike, nameščene na poti optičnega vzbujanja (slika 8). Sistem je bil posebej prilagojen za analizo celične migracije v 3D gelih, ker SPIM mikroskopija ponuja zmanjšano fototoksičnost in znatno hitrejšo hitrost pridobivanja slike v primerjavi s točkovno lasersko konfokalno mikroskopijo, kar omogoča dolgoročna intravitalna opazovanja ob analizi znatno večje količine vzorca. z visoko prostorsko in časovno ločljivostjo (slika 9). Ta sistem bo nadalje uporabljen za analizo učinka inhibicije Zmpste24 na migracijsko aktivnost rakavih celic v 3D gelih. 4) Učinek izražanja eksogenega lamina A in progerina na mehanske lastnosti jedrske ovojnice v živih celicah je bil analiziran z vrstično ionsko prevodno mikroskopijo (SICM). Ta metoda poleg možnosti hitrega skeniranja površinskega reliefa živih gojenih celic z visoko lateralno in aksialno ločljivostjo omogoča merjenje elastičnih lastnosti celic (sl. 10a, b). Merjenje koeficientov elastičnosti jedra je možno tudi zaradi tanke plasti citoplazme nad celičnim jedrom, razprostrte na stekleni podlagi. Da bi minimizirali prispevek citoplazme k določenim jedrnim parametrom, smo uporabili celice človeškega fibrosarkoma HT1080, ki izkazujejo visoko stopnjo širjenja. Celice smo transficirali s plazmidom, ki kodira GFP-lamin A ali GFP-progerin. Meritve so bile izvedene na napravi MNT (Medical Nanotechnologies LLC), nameščeni na obrnjeni fluorescentni platformi Eclipse Ti2 (Nikon) drugi dan po transfekciji. Kot skenirni element je bila uporabljena steklena mikropipeta na piezo krmilniku (slika 10, a). Celice za skeniranje so bile izbrane na podlagi stopnje fluorescence v GFP kanalu. Najprej je bil skeniran relief proučevane celice. V tem primeru pride do zaznave površine, ko steklena mikropipeta doseže svojo mejo, jakost ionskega toka pade za ~0,25-1%. Nato je bila določena efektivna togost, izračunana iz zabeleženega končnega premika membrane po potiskanju skozi njo z ionskim tokom, in določena je bila naslednja točka padca ionskega toka za ~1%. Poskenirali smo celotno celico, nato pa določili položaj jedra na najvišji točki reliefa. Na tem območju je bilo za obdelavo vzetih 10 točk, vrednost togosti za nadaljnjih 10 točk je bila izbrana vzdolž periferije celice in te točke ne smejo biti nameščene zelo blizu roba citoplazme, tako da so vrednosti togosti substrata ne bi bila vključena v vzorec (slika 10c). Rezultate meritev jedrne elastičnosti smo normalizirali na elastičnost citoplazme v predelu lamel. V številnih poskusih so bile izvedene meritve v ozadju razgradnje citoskeleta aktina in tubulina (pod vplivom nokodazola in citohalazina D) je bila ocenjena stopnja razgradnje celic z imunskim barvanjem protiteles proti beta-tubulinu ali intravitalno); barvanje s SIR-aktinom. Preliminarni rezultati so pokazali neposredno korelacijo med koncentracijo eksogenega GFP-lamina A v jedru in togostjo celičnega jedra (slika 11). Nadaljevale se bodo raziskave za optimizacijo metode (izbira premera kapilare, modifikacija algoritmov za izračun togosti itd.) z namenom povečanja natančnosti meritev, povečanja velikosti vzorcev in tudi za proučevanje učinkovitosti inhibitorjev Zmpste24. 5). Študija vpliva ekspresije progerina na strukturno organizacijo in pozicioniranje perifernega heterokromatina je bila izvedena z uporabo modela celičnih linij kitajskega hrčka (CHO), v genom katerega je bil vgrajen umetni kromosomski lokus, ki vsebuje več tandemskih ponovitev operaterja Lac. integrirano. Lokuse smo vizualizirali z uporabo celično izraženega represorja GFP-Lac (Robinett et al, 1996). Uporabili smo klon AO_3, ki vsebuje pomnožen umetni lokus (HSR), ki kaže visoko stopnjo heterokromatinizacije in je trajno povezan z jedrno lamino (Li et al, 1998; Zhironkina et al., 2014). Celice CHO AO_3 smo transficirali s plazmidom, ki kodira GFP-progerin, in po 48 urah celice fiksirali in imunsko obarvali s protitelesi proti laminu A, da bi razlikovali med GFP-Lac represorskimi in GFP-progerin signali. Imunofluorescenčna mikroskopija in mikroskopija z visoko ločljivostjo sta pokazala, da ekspresija progerina ni povzročila zmanjšanja stopnje zgoščenosti, ocenjene s spremembami v območju HSR ali povprečne intenzivnosti fluorescence GFP v njem (slika 12). Prav tako ni bilo pomembnih sprememb v položaju HSR glede na jedrsko ovojnico: v celicah z visoko stopnjo ekspresije progerina se razkrije lobularna struktura jedra in nastanek številnih invaginacij jedrske ovojnice, značilne za Hutchison. -Gilfordova progerija in HSR vedno ostane povezan z jedrsko periferijo ali z laminami v območjih invaginacije. Za preučevanje ultrastrukturne organizacije kromatina v celicah, ki izražajo GFP-progerin, smo uporabili imunoelektronsko mikroskopijo s protitelesi proti GFP, čemur je sledilo Ag pomnoževanje signala sekundarnih protiteles, označenih z Nanogoldom. Ta pristop je omogočil identifikacijo transfektiranih celic na svetlobno-optični ravni z optično mikroskopijo s svetlim poljem in njihovo učinkovito odkrivanje na ultratankih odsekih. Edectron mikroskopska analiza je pokazala, da tako umetni kromosomski lokusi kot endogeni heterokromatski predeli kromosomov v nasprotju s predhodno postavljenimi hipotezami ohranjajo svojo kondenzirano strukturo. Vendar pa v tem primeru pogosto pride do izgube povezave perifernega heterokromatina z jedrsko lamino in njegovega premika v notranje predele jedra (slika 13, a). Pomembna področja jedrske lamine pod temi pogoji ostanejo brez stikov s heterokromatinom (slika 14). 6). Identifikacija nabora najbolj obetavnih konkurenčnih inhibitorjev z uporabo metod molekularnega modeliranja, nadaljnja študija stabilnosti kompleksov encim-inhibitor z uporabo metod molekularne dinamike z namenom izbire spojin kandidatov za eksperimentalne raziskave. Za ZMPSTE24 so bile strukturne informacije določene s kristalografskimi podatki rekombinantni človeški encim in protein iz Saccharomyces cerevisiae Ste24p. Hkrati je znana le ena struktura kompleksa ZMPSTE24 z enim od inhibitorjev topnih cinkovih odvisnih metaloproteaz, ki zagotavljajo šibko kompetitivno inhibicijo ZMPSTE24 - fosforamidona, za katerega je značilna nizka ločljivost kristalografske metode. Kljub podobnosti aktivnega mesta ZMPSTE24 z nekaterimi od cinka odvisnimi metaloproteazami, kot sta termolizin in neprilizin, je bila vezava fosforamidona dosežena na bistveno nižji ravni. Ker poskusi so bili izvedeni in vitro in niso razkrili neposrednih dokazov o učinkovitosti tega razreda zaviralcev kot zdravil. Pričakovanje učinkovitosti in vivo trenutno ni podprto z nobenimi metodami, poleg tega lahko dovajanje takšnih spojin ovira kompleksen vstop v aktivno mesto ZMPSTE24, ki ga tvori vmesnik encim-lipid-voda; faza dela v letu 2017. Po drugi strani pa je bilo odkrito, da lahko vrsta molekul, ki se uporabljajo v protiretrovirusnem zdravljenju pri bolnikih s HIV, pri njih povzroči lipodistrofijo, ki je posledica neustrezne vezave teh molekul na ZMPSTE24. V tem primeru se je kot najučinkovitejši izkazal lopinovir, za katerega je bil eksperimentalno dokazan kompetitivni mehanizem inhibicije ZMPSTE24. Glede na opisane omejitve je uporaba klasične sheme in silico za presejanje knjižnic kemičnih spojin, ki je običajno sestavljena iz iskanja po velikem številu naključnih ali trenutno sintetiziranih struktur organskih molekul in njihovega kasnejšega priklopa v statično kristalografsko strukturo ZMPSTE24, se zdi neučinkovit. Struktura ZMPSTE24 je precej edinstvena oblika, ki jo tvori sedem transmembranskih vijačnic, ki zajemajo z vodo napolnjeno notranjo votlino s prostornino 14.000 kubičnih anstromov in so vdelane v lipidni dvosloj. Večina trenutnih programov za priklop uporablja izključno implicitno obliko vodne raztopine v svojih izračunih pri izračunu veznih energij in ne morejo upoštevati vpliva lipidnega dvosloja. Uporaba statičnih struktur ZMPSTE24, potopljenih v dvosloj, ne bo mogla upoštevati specifičnosti žepov, ki nastanejo na meji encim-lipid-voda, kot tudi njihovih dinamičnih značilnosti – model lipidne plasti predvideva visoko mobilnost lipidnega sloja. hidrofobni del dvoslojnih molekul v primerjavi z razporeditvijo votlin in žepov strukturno stabilnih proteinov. Kombinacija teh dejavnikov vodi v neučinkovitost tako priljubljene metode iskanja inhibitorjev, kot so študije SAR (razmerje struktura-aktivnost), prilagojene modelom čistih vodnih topil. Najbolj racionalno v tem primeru je, da kot izhodišče za iskanje modifikacij, katerih uvedba bo zagotovila visoko učinkovitost vezave, uporabimo osnovno strukturo molekul, katerih potencial se je pokazal že v poskusih in vitro in in vivo. Trenutno so najboljši kandidati sintetični peptidomimetiki, ki se uporabljajo za zaviranje aspartatnih proteaz, vklj. in HIV proteazo. Za iskanje mehanizma delovanja tega razreda molekul, ki je za ZMPSTE24 še neznan, smo razvili metodo in silico za iskanje veznih mest, pa tudi poti dostave molekul iz raztopine, pri čemer smo upoštevali tako encima kot -mejnik lipid-voda in dinamična struktura samega encima in okoliške membrane. Metoda temelji na uporabi simulacij molekularne dinamike v kombinaciji z razširjeno metadinamično metodo (glej spodaj). Pomen pristopa je posledica dejstva, da so v literaturi že obstajali poskusi modifikacije struktur HIV proteaznih peptidomimetikov, ki temeljijo na hipotezi o skupnem mehaničnem delovanju aspartatnih proteaz in od cinka odvisnih topnih proteaz. Po analogiji je bil predlagan mehanizem za ZMPSTE24. Vendar te hipoteze niso potrdile nobene strukturne študije. Naša študija je razkrila povsem nov mehanizem delovanja peptidomimetikov HIV proteaze, kar odpira številne značilnosti in ideje za racionalno zasnovo učinkovitega zaviralca ZMPSTE24. Razviti algoritem smo uporabili za določitev porazdelitve možnih konformacijskih stanj in tipov vezave lopinovirja glede na celotno površino ZMPSTE24, potopljenega v lipidni dvosloj, kot tudi v njegovi notranji votlini in na razdalji od površine v debelini raztopina - tako vodna kot lipidna. To je omogočilo energijsko oceno vezave lopinovirja na vseh potencialnih vezavnih mestih, pa tudi ovir med njimi in možnih migracijskih poti iz zunanjega topila. Takšne energetske karte so zgrajene glede na tri koordinate faznega prostora in so predstavljene v obliki rezin na posameznih vrednostih ene izmed izbranih spremenljivk in izopovršin (sl. 1,2). Tisti. Za interpretacijo nastalih večdimenzionalnih energijskih zemljevidov je priročno uporabiti fiksne vrednosti samo ene spremenljivke, na primer razdalje masnega središča lopinovirja od masnega središča encima, vendar narišite porazdelitve glede na drugo dve spremenljivki - kotni θ in φ. Analiza kaže, da je prodiranje lopinovirja iz vodne raztopine v membrano oteženo zaradi prisotnosti pregrade. Ta pregrada nastane kot posledica strukturnih značilnosti lipidnega dvosloja: nabiti deli fosfolipidov, ki sestavljajo membrano - fosfatidilholin in fosfatidiletanolamin - so usmerjeni proti vodni raztopini in tvorijo dipolni površinski potencial, ki na začetni stopnji prehod lopinovirja v membrano predstavlja sterično in po možnosti entropično pregrado, ki jo opazimo v sistemih lipid-voda. Ker Lopinavir je hidrofobna spojina, zato je njegov vstop v lipidno plast sam po sebi koristen proces. Vendar pot njegove koncentracije v membranah poteka skozi pregrado, ki jo tvori površinski potencial dipola. V tem primeru je mogoče opaziti, da je prodiranje lopinavirja v membrano energijsko ugodnejše v območju vrednosti 60<θ<75 и -160<φ<-180. Эта область соответствует границе липидной мембраны с водным раствором над входом во внутреннюю полость ZMPSTE24, используемым белковым субстратом для проведения каталитического протеолиза. Детальное исследование этой области в процессе молекулярной динамики позволило выявить проседание липидного бислоя вблизи входа в активный центр фермента относительно общей поверхности мембраны (Рис.3). Подобное проседание обеспечивается специфическим распределением заряда на поверхности ZMPSTE24, показанное в ходе одного из этапов работы в 2017г. По всей видимости, мы предполагаем, что проседание формирует разрыв в дипольной части бислоя и облегчает доступ гидрофобных молекул к внутренней гидрофобной части мембраны. Однако, при этом, наименьшим значением энергии соответствует связывание лопинавира на интерфейсе, образованным входом в активный центр фермента и липидным бислоем (75<θ<100 и -160<φ<-180,160<φ<180). Несмотря на возможность проникновения лопиновира во внутреннюю полость фермента, специфического взаимодействия с остатками каталитического центра или областью связывания субстрата обнаружено не было (Рис. 1). Косвенно эти результаты подтверждаются отсутствием кристаллографической структуры ZMPSTE24 в комплексе с лопинавиром в активном центре. Обнаруженный нами механизм связывания также подтверждает и ингибирование лопинавиром фермента по конкурентному типу. Мы также провели подобное исследование в системе фермент-вода без липидного слоя. Подобного типа связывания обнаружено не было (Рис. 2). Это может объяснить отсутствие электронной плотности лопинавира в кристаллах ZMPSTE24, выращенных при добавлении ингибитора, ввиду отсутствия в кристаллах упорядоченной структуры мембраны.
Для установления специфических взаимодействий лопинавира в процессе связывания на входе в активный центр мы провели кластерный анализ ансамбля структур ингибитора, обнаруженных в процессе его нахождения в обнаруженном нами центре связывания. Для этого был использован непараметрический байесовский метод кластеризации по основным двугранным углам, определяющим конформацию лопинавира (см. ниже). На предмет специфических взаимодействий был использован самый населенный кластер. Ориентация и конформация лопинавира характеризуется стэкинг-взаимодействием одной из боковых фенильных групп с фениаланиновым аминокислотным остатком фермента, обеспечивающих структуру петли на входе в активный центр, плотным контактном гидрофобных групп аминокислот образующих вход спиралей фермента с боковыми гидрофобными группами лопинавира. Также гидрофобные группировки лопинавира частично остаются в липидном бислое. Кетотетрагидропиримидиновая группировка лопинавира – наиболее полярная часть ингибитора – обращена во внутренню полость фермента, наполненную молекулами воды.
Таким образом, мы предлагаем данный центр связывания, как наиболее перспективный с точки зрения связывания конкурентных ингибиторов пептидомиметиков, ввиду наличия как функционально важных заряженных и гидрофобных групп фермента со специфическим паттерном распределения в пространстве, так и особым способом доставки и проникновения в мембрану.
В метадинамике к основному потенциалу системы добавляется смещающий гауссов потенциал от коллективных переменных через определенные промежутки времени (формула 1). Высота ω и ширина δs гауссова потенциала и частота τG добавления этого смещающего потенциала к полному потенциалу системы, а также выбор коллективных переменных (CV) являются важнейшими параметрами при таком моделировании. Для построения полной трехмерной карты свободной энергии лопинавира при движении относительно ZMPSTE24 мы должны были подобрать такие CV, который бы описывал этот процесс наиболее точно. Каждую точку на поверхности белка в системе координат связанной с центром масс белка можно задать тремя переменными: два сферических угла θ и φ и расстояние между центром масс белка и лиганда r (Рис. 4). ZMPSTE24 представляет собой мембранный белок, содержащий структуру из трансмембранных альфа-спиралей, образующих камеру внутри белка существенного объем. Поэтому выбор именно таких трех коллективных переменных позволяет исследовать внешнюю и внутреннюю поверхности белка, а также процесс проникновения лопинавира в камеру внутри фермента. Таким образом положение лиганда относительно центра масс белка описывалось обычными сферическими координатами, которые легко перерассчитывались из декартовых компонент радиус-вектора между белком и лигандом (формула 2). Значение ω для потенциала смещения равнялось 5 кДж/моль, ширина потенциалов δsθ и δsφ выбраны 0.1 радиан и 1Å для δsr. Такой выбор этих параметров позволил плавно исследовать всю поверхность свободной энергии.
При движение лопинавира от одной точки поверхности белка к другой может быть энергетически выгодно его смещение в раствор. Однако отдаление на значительное расстояние может, с одной стороны, замедлить расчеты, а с другой внести артефакты, связанные с сильным изменением радиуса. Чтобы избежать сильного удаления лопиновира от белка было введено ограничение на координационное число. Координационное число позволяет количественно охарактеризовать степень близости лиганда к белку и рассчитывается по формуле 3. Само число состоит из слагаемых sij, которые равняются 1, если атом j, в данном случае, лиганда расположен не дальше, чем на расстоянии r0 от атома белка i (то есть образует «контакт»), и в любом другом случае равно нулю. Введения ограничения на координационное число позволяет, варьируя параметр r0, контролировать расстояние, на которое ингибитор может отходить от поверхности белка. Параметры для ограничения системы по координационному числу были подобраны в ходе ряда калибровочных запусков метадинамики таким образом, чтобы лиганд имел возможность отходить от белка на расстояние, на котором между ними может оказать растворитель, но при этом достаточно малое, чтобы в случае можно было почувствовать взаимодействие с поверхностью.
При сильном отдалении лопиновира от белка средства программы для метадинамики вводят дополнительную энергию таким образом, чтобы сблизить их друг с другом. Это, без дополнительного контроля, может привести к тому, что белок может начать разрушаться. Так происходит потому, что при удалении ингибитора все меньше атомов белка будут находиться в контакте с ингибитором (Рис. 5), а это, в свою очередь, приведет к тому, что системе может оказаться более выгодным начать разрушение белка вместо того, чтобы двигать лиганд в сторону поверхности. Для предотвращения такого исхода дополнительно было введено ограничение значение RMSD всех атомов основной цепи белка. Такой выбор атомов для RMSD позволил предотвратить разрушение структуры фермента, но также не стал препятствием для свободного движения аминокислотных радикалов, которое может происходить в растворе, при взаимодействии с мембраной, а также при взаимодействии с ингибитором. Молекула лопинавира не является стандартной для атомных силовых полей. Точечные заряды на атомах были рассчитаны с применением процедуры RESP. Однако, лопинавир – достаточно большая молекула, поэтому для расчета зарядов он был логично разделен на три части, которые были параметризованы по отдельности (Рис. 6). Такой подход позволил избежать возможных артефактов при расчете заряда, в связи с наличием большего количества конформеров лопинавира. Кроме того, при дальнейшем поиске новых ингибиторов на основе лопинавира, можно будет легко заменять одну или две части молекулы, используя уже известные параметры для остальных константных частей.
Параметры силового поля для атомов были выбраны в соответствии с атомным силовым полем GAFF (General Amber Force Field). Молекулярно механическая энергия итоговой молекулы была сопоставлена с квантовой энергией. Сравнение показало, что молекулярно механическая модель, рассчитанные точечные заряды и выбранные параметры поля с высокой степенью точности совпадает с квантовой.
Кластеризацию цельной структуры субстрата проводили на базе значений дигедральных углов между углеводными мономерами, с использованием следующей модификации:
Отображение фазового пространства углов – в общем случае L-мерного бокса Pc (формула 4). Продуктом отображения является тор Te – L-мерная поверхность на единичной сфере S2L-1. Отображение является локальной изометрией с сохранением меры расстояний.
Преобразованные переменные использовали для кластеризации с помощью Байесовского непараметрического метода, имплементированного в программе dpMMlowVar. Оптимизацию углового параметра для данного метода проводили в пределах [-0.6;-0.3] с шагом 0.01 на основании оценочной функции силуэт. При визуализации результатов кластеризации использовали метод главных компонент для трансформированных значений углов с выделением первых трех главных компонент.
Jedrska lamina je sestavljena iz vmesnih filamentnih proteinov, imenovanih lamini
Jedrska lamina se nahaja za notranjo jedrno membrano in je z njo fizično povezana z integralnimi membranskimi proteini
Jedrska lamina sodeluje pri sestavljanju jedrske ovojnice in lahko služi kot njena fizična podpora
Jedrska lamina je povezana s kromatinom prek beljakovin. To lahko določa njegovo vlogo pri replikaciji in transkripciji DNA
Kvasovke in nekateri drugi enocelični evkarionti nimajo jedrske plasti
Prisotnost mreže vmesnih filamentov, ki se nahajajo za notranjo jedrno membrano, je značilna značilnost jeder metazojskih celic. Kot je prikazano na spodnji sliki, je lamina zlahka zaznana s posredno imunofluorescenco z uporabo protiteles proti enemu od proteinov, ki sestavljajo njeno sestavo.
V elektronskem mikroskopu lamina izgleda kot mreža, sestavljena iz posameznih vlaken. Slika prikazuje tudi tipične neurejene filamente lamine, ki se nahajajo tik za notranjo jedrno membrano.
Veverice jedrska lamina(imenovani lamini) so podobni keratinskim proteinom vmesnih filamentov citoplazme. Tako kot keratini jih imenujemo proteini vmesnih filamentov, ker so filamenti, ki jih tvorijo (10-20 nm), vmesni po velikosti med mikrofilamenti aktina (7 nm) in mikrotubuli (25 nm). Celovitost filamentov lamine porušijo NPC, ki se pritrdijo nanjo.
Skupaj z vmesnimi filamentnimi proteini, jedrska lamina vsebuje tudi niz integralnih membranskih proteinov, imenovanih lamina-asociirani proteini (LAP). Nekateri od teh proteinov so vključeni v interakcije med lamino in notranjo jedrno membrano. Kot je prikazano na spodnji sliki, je lamina pritrjena na notranjo jedrno membrano z dvema vrstama povezav. Ena vrsta nastane med proteini lamine in integralnimi proteini notranje jedrske membrane. Druga vrsta se pojavi, ko polipeptidna veriga lamin interagira z lipidno farnezilno skupino notranje jedrske membrane.
Protitelesa proti proteinom lamine (v škatli) so bila uporabljena za vizualizacijo jedrske lamine s fluorescenčno mikroskopijo.
Fotografija z elektronskim mikroskopom prikazuje jedrske košare kompleksov jedrnih por (NPC) in filamente jedrske plasti.
Rastlinski genom ne vsebuje jedrski lamin geni Vendar pa rastline vsebujejo druge strukturne proteine, ki opravljajo podobne funkcije kot lamini celic sesalcev. Kvasovke (S. cerevisiae in S. pombe) in nekateri drugi enocelični evkarionti ne vsebujejo laminov in zato ne tvorijo laminov. S čim bi lahko bilo to povezano?
Obstajajo vsaj dva možna razloga, ki pojasnjuje odsotnost lamine pri enoceličnih organizmih z razliko v velikosti jeder v celicah kvasovk (približno 1 μm v premeru) in večceličnih organizmih (približno 10 μm v premeru). Prva možnost je, da se celice kvasovk podvržejo zaprti mitozi, v kateri ostane jedrska ovojnica nedotaknjena. Nasprotno pa je v večceličnih evkariontskih celicah jedrska ovojnica uničena na začetku mitoze. Po segregaciji kromosomov se okoli vsakega niza kromosomov oblikuje nova jedrska ovojnica. Menijo, da ima v tem času lamina pomembno vlogo pri prestrukturiranju organizacije jedra.
Drugič, lamina lahko zagotovi dodatno strukturno podporo za večjo jedrsko ovojnico v metazojskih celicah.
Ob vlogi, ki jo jedrska lamina sodeluje pri sestavljanju in vzdrževanju jedrske strukture, je njegova interakcija s kromatinom morda potrebna za podvajanje DNA. Dokazi o vlogi jedrske lamine pri replikaciji so izhajali iz poskusov, v katerih so izvlečkom oocitov dodali kromatin sperme Xenopus laevis. Istočasno so opazili nastanek jedrske membrane okoli kromatina.
Ta jedra so se povečala in prišlo je do dekondenzacije kromosomi, ki se nahaja v jedru sperme v kondenziranem stanju (dekondenzacija prikrije sliko, ki jo opazimo med oploditvijo, ko DNK sperme sodeluje z določenimi dejavniki v jajčnih celicah). V teh jedrih nato pride do replikacije DNA. Jedrske lamine in LAP-je najdemo v velikih količinah v jajčnih izvlečkih.
Po odstranitvi lamine iz teh izvlečkov z uporabo imobiliziranega protitelesa proteinom lamine je še možna tvorba jedrne ovojnice okoli kromatina semenčic. Vendar so jedra majhna in krhka in v njih ne pride do replikacije DNK. Ti rezultati kažejo, da lahko lamina igra pomembno vlogo pri organizaciji kromatina in replikaciji DNA.
Povečana krhkost celic je povezana z mutacijami ki vplivajo na proteine vmesnih filamentov. Mutacije v laminah in LAP povzročajo razvoj številnih genetskih bolezni, zlasti mišičnega sistema. Te bolezni imenujemo laminopatija. Očitno je zaradi sprememb v lamini jedro krhko in bolj dovzetno za poškodbe. Mišične celice so še posebej nagnjene k poškodbam, ker pri krčenju mišic njihova celična jedra doživijo večji mehanski stres kot celična jedra drugih tkiv.
Jedrska lamina je povezana z notranjo jedrno membrano z dvema vrstama povezav.
Ko se plazemska membrana odstrani iz sperme Xenopus laevis in se inkubira z izvlečkom jajčeca,
Kromatin se dekondenzira in okrog njega nastane funkcionalno aktivna jedrna ovojnica.
Fluorescenca zazna lokalizacijo DNK.
Razpad pogodbe o jedrskih raketah srednjega dosega (INF) bo povečal tveganje za jedrski konflikt, je dejal Sergej Lavrov. Po besedah vodje zunanjega ministrstva bo Rusija na odstop ZDA od sporazuma odgovorila z vojaško-tehničnimi sredstvi
Sergej Lavrov (Foto: Vladimir Astapkovič / RIA Novosti)
Vodja ruskega zunanjega ministrstva je v govoru na univerzi v glavnem mestu Kirgizistana komentiral odločitev Washingtona, da začne odstopati od pogodbe INF, poroča RIA Novosti. Po ministrovih besedah govorimo o nastopu nove dobe, ko so ZDA "zastavile pot za rušenje celotnega sistema nadzora nad oborožitvijo."
Lavrov je omenil tudi načrte ZDA za ustvarjanje jedrskega orožja majhne moči. Vse to bo po njegovih besedah znižalo prag za uporabo jedrskega orožja in povečalo nevarnosti konfliktov.
Ruski minister je nakazal, da bi bil rezultat incidenta razvoj hladne vojne in oboroževalna tekma. Bo pa Moskva na nastajajoče grožnje odgovorila z »vojaško-tehničnimi sredstvi«.
Glede možnosti rusko-ameriškega dialoga o strateški stabilnosti je Lavrov izrazil upanje, da bodo »ZDA dozorele, da bodo razumele svojo odgovornost za probleme, ki jih ustvarja njihova politika. "Potem lepo vabljeni, vrata so odprta, pogovarjali se bomo enakopravno, na podlagi upoštevanja legitimnih interesov drug drugega, ne pa fiktivnih," je dejal minister.
Rusija se je odzvala na dejanja ameriških oblasti. Predsednik Vladimir Putin je na srečanju z Lavrovom in obrambnim ministrom Sergejem Šojgujem napovedal prekinitev sodelovanja v sporazumu. Vodja države je ob tem poudaril, da se Rusija ne namerava vplesti v oboroževalno tekmo, ki je za Moskvo draga.
Razlog za odločitev ZDA je bila ruska križarna raketa 9M729, ki se izstreljuje z lansirniki Iskander-M. Ameriške oblasti so zahtevale prekinitev razvoja te rakete, Rusijo pa obtožile kršitve pogodbe INF. Moskva te obtožbe zanika. Sergej Lavrov je dejal, da je ameriška stran začela kršiti pogodbo leta 1999, ko so ZDA začele testirati bojna brezpilotna letala.
Leta 1987 sta ZDA in Sovjetska zveza podpisali pogodbo o jedrskih raketah srednjega dosega. Prepoveduje testiranje, proizvodnjo in uporabo kopenskih raket krajšega (od 500 do 1 tisoč km) in srednjega dosega (od 1 tisoč do 5,5 tisoč km). Strani sta se tudi zavezali, da bosta v treh letih po podpisu pogodbe INF uničili podobne raketne sisteme, ki so že v uporabi. Odstop od pogodbe nam omogoča vrnitev k razvoju in proizvodnji takšnega orožja.
Uvod. V zadnjih letih so se v povezavi z uspehi molekularne genetike, ki so privedli do kartiranja in identifikacije genov za precejšnje število monogenih dednih bolezni, začele pojavljati težave pri oblikovanju njihove klasifikacijske strukture. Na primer, mutacije v istem genu lahko privedejo do manifestacije kliničnih oblik ene bolezni različne resnosti (alelna heterogenost) in do pojava nozoloških oblik različnih kliničnih manifestacij (tako imenovane "alelne serije"). Ena od skupin bolezni, ki sestavljajo serijo alelov, je laminopatija. Povzročajo jih mutacije v genu LMNA, kar vodi do sprememb v strukturi in delovanju proteina lamin A/C (laminopatije so bolezni, ki se razvijejo kot posledica mutacij v genih proteinov jedrne lamine – glej spodaj).
Znano je, da lupina celičnega jedra vključuje tri glavne komponente (glej sliko): [ 1
] zunanja membrana, [ 2
] notranja membrana in [ 3
] spodnja tanka jedrska lamina je jedrska lamina (lamina: lat. - lamina), ki jo tvorijo proteinski kompleksi, ki vključujejo različne skupine laminov (lamin proteini - glej spodaj). Laminski filamenti tvorijo vzporedne superzvite dimerje, ki ob polimerizaciji tvorijo vlaknato mrežo na nukleoplazmatski strani notranje jedrske membrane, ki deluje kot sidro za multiproteinske komplekse tako notranje kot zunanje jedrske membrane (opomba: lamini spadajo v razred 5 vmesni filamenti, prisotni v vseh evkariontskih celicah, tj. v vseh celicah z oblikovanim jedrom).
Tako so lamini strukturni proteini (imajo maso 60 - 89 kDa), sestavni deli jedrne lamine - proteinske mreže, ki leži pod notranjo membrano jedra in določa njegovo velikost in obliko (tj. sodeluje pri mehanski koheziji in interakcija med nukleoskeletnimi in citoskeletnimi proteini). Jedrska lamina zagotavlja trdnost jedrske ovojnice in organizacijo jedrnih por, se upira deformacijskim silam in ščiti kromatin pred fizičnimi poškodbami. Kot so pokazale študije zadnjih let, lamini poleg opravljanja strukturne funkcije sodelujejo pri nadzoru replikacije DNA, organizaciji kromatina ter pri regulaciji izražanja, procesiranja in apoptoze genov.
Kot je navedeno zgoraj, je jedrska lamina sestavljena iz štirih laminskih proteinov: A, B1, B2 in C. Lamine B1, B2 (imenovane tudi lamine tipa B) kodirata dva gena, LMNB1 in LMNB2 (lokalizirana na kromosomih 5q23 in 19q13, ) in se sintetizirajo v vseh celicah večceličnih živali. Lamini A in C (tako imenovani lamini tipa A [ali lamin A/C]) so produkti alternativnega spajanja enega samega gena LMNA (lokaliziranega na prvem kromosomu 1q21.2-q21.3 in sestavljenega iz 12 eksonov) in jih najdemo v primerljivih količinah v diferenciranih tkivih vseh vretenčarjev, vklj. oseba.
preberite tudi prispevek: Nomenklatura človeških kromosomov(na spletno stran)
Prosimo, upoštevajte!
Raziskave v zadnjih letih dajejo razlog, da se lamini štejejo za enega glavnih proteinov, ki zagotavljajo sinhronost razpada in obnove jedrske membrane med delitvijo celic. Dokazano je, da v profazi celične delitve pride do fosforilacije laminov, ki vodi do njihovega razpada, kar je signal za uničenje jedrne membrane. Nasprotno pa so v telofazi lamini defosforilirani, kar vodi do njihove agregacije. Menijo, da proces repolarizacije lamina spodbuja obnovo jedrske ovojnice. To potrjujejo podatki, da se v profazi celičnega cikla ohrani povezava laminov s fragmenti razpadle jedrske membrane in so nekakšna »oznaka« za fragmente jedrske membrane med njeno obnovo.
Tako so glavne funkcije laminov: [ 1
] 1 ključna vloga pri ohranjanju oblike in celovitosti jedrske ovojnice; [ 2
] organizacija kromatina in porazdelitev jedrnih por; [ 3
] prostorska organizacija procesov replikacije in transkripcije DNA, mitotični dogodki in apoptoza; [ 4
] sodelovanje v različnih signalnih poteh; [ 5
] organizacija genoma.
Mutacije gena LMNA so odgovorne za razvoj več kot ducata bolezni, imenovanih laminopatije, ki prizadenejo različna tkiva tako izolirano (skeletne mišice in miokard, maščobno tkivo, periferno živčevje) kot sistemsko (sindrom prezgodnjega staranja). Opaženi so tudi prekrivajoči se fenotipi. Poleg velike klinične variabilnosti je značilna tudi izrazita genetska heterogenost.
Prosimo, upoštevajte!
Do danes se je pokazalo, da so mutacije v genu LMNA (ki kodira lamine tipa A [lamin A/C]) etiološki dejavnik 11 ( !
) samostojne nozološke oblike, vključene v pet skupin dednih bolezni - progresivne mišične distrofije, dilatacijske kardiomiopatije, lipodistrofije, dedne motorično-senzorične nevropatije in sindromi prezgodnjega staranja. Najpogosteje mutacije v genu LMNA povzročijo poškodbe skeletnih mišic, miokarda in maščobnega tkiva, veliko redkeje pa so etiološki dejavnik progeroidnih sindromov, dednih nevropatij in letalnih restriktivnih dermopatij. Hkrati lahko zgornje sindrome povzročijo mutacije tako v genih samih laminov kot v genih partnerskih proteinov (SREBP1, emerinov) in encimov, ki sodelujejo pri predelavi laminov.
opomba: MD ED - Emery-Dreyfussova mišična distrofija; CL MD - mišična distrofija okončin; MD - mišična distrofija; DCM - razširjena kardiomiopatija; CMP - kardiomiopatija; AD - avtosomno dominantno dedovanje; AR - avtosomno recesivno dedovanje
Natančen mehanizem razvoja bolezni, povezanih z laminom, še ni podrobno raziskan. Za razlago opazovanih patoloških fenotipov sta prevladujoči dve glavni hipotezi: strukturna hipoteza in hipoteza o "ekspresiji genov". V skladu s prvim pomanjkanje laminov ali nepravilna sestava mutantnih laminskih proteinov vodi do zmanjšanja moči jedrske lamine in povečanja ranljivosti jedra in celice kot celote. Najprej so prizadete celice, ki so izpostavljene mehanskim obremenitvam, kot so mišične celice in kardiomiociti, z razvojem degenerativnih sprememb. Druga hipoteza kaže na motnjo v razmerju med jedrno lamino in transkripcijskimi faktorji. Pred kratkim je bila oblikovana še ena hipoteza, po kateri lahko mutacija laminov A/C ali odsotnost laminov A-tipa povzroči tretji mehanizem patogeneze - začasno dekompartmentalizacijo (zaradi motenj celovitosti jedrske membrane), ki vodi v neustrezno izmenjavo. med jedrsko in citoplazmatsko komponento.
Preberite več o boleznih, povezanih z laminom, v naslednjih virih:
članek »Klinične in genetske značilnosti dedne laminopatije« E.L. Dadali, D.S. Bileva, I.V. Ugarov; Center za medicinske genetske raziskave Ruske akademije medicinskih znanosti, Moskva; Oddelek za genetiko, Medicinska in biološka fakulteta, Ruska državna medicinska univerza, Moskva (revija “Annals of Clinical and Experimental Neurology” št. 4, 2008) [prebrati];
članek »Mutacije gena Lamin A/C (LMNA) pri bolnikih z razširjeno kardiomiopatijo in njihove fenotipske manifestacije« Vaikhanskaya T.G., Sivitskaya L.N., Danilenko N.G., Kurushko T.V., Davydenko O.G. Republiški znanstveni in praktični center "Kardiologija", funkcionalna skupina klinične patofiziologije krvnega obtoka, Minsk, Belorusija; Državna znanstvena ustanova "Inštitut za genetiko in citologijo", Nacionalna akademija znanosti, Laboratorij za nekromosomsko dednost, Minsk, Belorusija (Eurasian Journal of Cardiology, št. 1, 2016) [preberi];
disertacija za diplomo kandidata medicinskih znanosti »Klinična in genetska raznolikost ter molekularna diagnostika Emery-Dreyfusove mišične distrofije« Adyan Tagui Avetikovna, Zvezna državna proračunska ustanova »Center za medicinske genetske raziskave«, Moskva, 2015 [preberi];
predstavitev “Progerija - Hutchinson-Gilfordov sindrom progerije (HGPS)” S. Kokorin, E. Podkhalyuzina, V. Smirnov; Seminar molekularne biologije; 25.12.2010 (bioinformaticsinstitute.ru) [preberi];
članek »Družinska delna lipodistrofija (Dunniganov sindrom) zaradi mutacije v genu LMNA: prvi opis kliničnega primera v Rusiji« E.L. Sorkina, M.F. Kalašnikova, G.A. Melničenko, A.N. Tulpakov; Oddelek za endokrinologijo, Medicinska fakulteta, Prva moskovska državna medicinska univerza poimenovana po. NJIH. Sechenov" Ministrstva za zdravje Rusije, Moskva; FSBI "Endokrinološki raziskovalni center" Ministrstva za zdravje Rusije, Moskva (revija "Terapevtski arhiv" št. 3, 2015) [preberi]
© Laesus De Liro
Jedrska lamina (jedrska plošča) je togo fibrilno proteinsko omrežje, ki ga tvorijo lamininske beljakovine (vmesni filamenti), ki je pod jedrno membrano in jo podpira. Je vlaknasta plast jedrne ovojnice s kompleksi por. Povezan z integralnimi proteini s plastjo, ki jo sestavljajo prepleteni vmesni filamenti (lamini), ki tvorijo karioskelet. Niti kromosomske DNK so pritrjeni na lamino, tj. sodeluje pri organizaciji kromatina. Proteini pornih kompleksov so strukturno povezani s proteini jedrske lamine, ki sodeluje pri njihovi organizaciji. Tako ima lamina zelo pomembno vlogo pri ohranjanju oblike jedra, urejenega pakiranja kromatina, strukturne organizacije kompleksov por in tvorbe karioleme med celično delitvijo (razpad jedrske ovojnice v profazi in integracija v telofazi).
75. Kromatin. Kromatin so drobna zrnca in grude, ki se nahajajo v jedru celic in zlahka sprejmejo barvilo (kromos), od koder izvira njegovo ime. Kemično je kromatin sestavljen iz kompleksa DNA in beljakovin (vključuje tudi RNA) in ustreza kromosomom, ki so v interfaznem jedru predstavljeni s tankimi nitmi in se kot posamezne strukture ne razlikujejo. Kromatin je snov kromosomov. Kromatin je sestavljen iz kromatinskih fibril, ki so lahko ohlapno ali kompaktno nameščene v jedru. Na podlagi tega ločimo dve vrsti kromatina: evhromatin - ohlapen ali dekondenziran (despiraliziran) kromatin, slabo obarvan z bazičnimi barvili in ni viden v svetlobnem mikroskopu, je dostopen za prepisovanje; heterokromatin je kompakten ali zgoščen (spiraliziran) kromatin, dobro se obarva z istimi barvili in je viden pod svetlobnim mikroskopom. Ko se celica pripravlja na delitev (interfaza), pride v jedru do spiralizacije kromatinskih fibril in transformacije kromatina v kromosome. Po delitvi se kromatinska vlakna despiralizirajo v jedrih hčerinskih celic in kromosomi se ponovno pretvorijo v kromatin. Zato sta kromatin in kromosomi različni fazi iste snovi. Tako lahko na podlagi morfoloških značilnosti jedra (na podlagi razmerja vsebnosti eu- in heterokromatina) ocenimo aktivnost transkripcijskih procesov (sintetična funkcija celice) se to razmerje spremeni v korist evkromatina in obratno, ko je delovanje jedra popolnoma zatrto (na primer pri poškodovanih in odmirajočih celicah, s keratinizacijo epitelija), se le-to zmanjša, vsebuje samo heterokromatin in se intenzivno obarva z bazičnimi barvili. enakomerno. Ta pojav je kariopiknoza. Porazdelitev heterokromatina in razmerje med vsebnostjo eu- in heterokromatina sta značilna za celice vsake vrste, kar omogoča njihovo identifikacijo. Hkrati obstajajo splošni vzorci porazdelitve heterokromatina v jedru: njegove akumulacije se nahajajo pod kariolemo, prekinjene v območju por (zaradi povezave z lamino) in okoli nukleolusa. Manjše grudice so raztresene po jedru. Barovo telo je kopičenje heterokromatina, ki ustreza enemu kromosomu X pri samicah, ki je v interfazi zvit in neaktiven. V večini celic leži blizu karioleme, v krvnih granulocitih pa je videti kot majhen dodatni reženj jedra ("bobnična palica"). Odkrivanje Bar telescev (običajno v epitelijskih celicah ustne sluznice) se uporablja kot diagnostični test za določanje genetskega spola.
76.Difuzni in kondenzirani kromatin (eu- in heterokromatin).
Kromatin so drobna zrnca in grude, ki se nahajajo v jedru celic in zlahka sprejmejo barvilo (kromos), od koder izvira njegovo ime. Kemično je kromatin sestavljen iz kompleksa DNA, RNA in beljakovin, kjer je DNA v različnih stopnjah kondenzacije, in ustreza kromosomom, ki so v interfaznem jedru predstavljeni s tankimi nitmi in se ne razlikujejo kot posamezne strukture. Kromatin je snov kromosomov. Kromatin je sestavljen iz kromatinskih fibril, ki so lahko ohlapno ali kompaktno nameščene v jedru. Na podlagi tega ločimo dve vrsti kromatina: evhromatin - ohlapen ali dekondenziran (despiraliziran) kromatin, slabo obarvan z bazičnimi barvili in ni viden v svetlobnem mikroskopu, je dostopen za prepisovanje; heterokromatin je kompakten ali zgoščen (spiraliziran) kromatin, dobro se obarva z istimi barvili in je viden pod svetlobnim mikroskopom. Ko se celica pripravlja na delitev (interfaza), pride v jedru do spiralizacije kromatinskih fibril in transformacije kromatina v kromosome. Po delitvi se kromatinska vlakna despiralizirajo v jedrih hčerinskih celic in kromosomi se ponovno pretvorijo v kromatin. Zato sta kromatin in kromosomi različni fazi iste snovi. Tako lahko na podlagi morfoloških značilnosti jedra (na podlagi razmerja vsebnosti eu- in heterokromatina) ocenimo aktivnost transkripcijskih procesov (sintetična funkcija celice) se to razmerje spremeni v korist evkromatina in obratno, ko je delovanje jedra popolnoma zatrto (na primer pri poškodovanih in odmirajočih celicah, s keratinizacijo epitelija), se le-to zmanjša, vsebuje samo heterokromatin in se intenzivno obarva z bazičnimi barvili. enakomerno. Ta pojav je kariopiknoza. Porazdelitev heterokromatina in razmerje med vsebnostjo eu- in heterokromatina sta značilna za celice vsake vrste, kar omogoča njihovo identifikacijo. Hkrati obstajajo splošni vzorci porazdelitve heterokromatina v jedru: njegove kopičenje se nahaja pod kariolemo, prekinjeno v območju por (zaradi povezave z lamino) in okoli nukleolusa (perinuklearno). Manjše grudice so raztresene po jedru. Barovo telo je kopičenje heterokromatina, ki ustreza enemu kromosomu X pri samicah, ki je v interfazi zvit in neaktiven. V večini celic leži blizu karioleme, v krvnih granulocitih pa je videti kot majhen dodatni reženj jedra ("bobnična palica"). Odkrivanje Bar telescev (običajno v epitelijskih celicah ustne sluznice) se uporablja kot diagnostični test za določanje genetskega spola.
