Пространственная модель организации хроматина в ядре биологической клетки по данным малоуглового рассеяния

Современной моделью организации хроматина в ядре биологической клетки служит концепция складчатой (фрактальной) глобулы, которая хорошо описывает структуру "закрытого" (транскрипционно пассивного) хроматина. Согласно этой модели, "закрытый" хроматин запакован по принципу кривой полностью и без само пересечений заполняющей трехмерное пространство, подобно кривой Пеано или Гильберта. Данные малоуглового рассеяния нейтронов уверенно демонстрируют наличие внутри ядра системы полостей с би-фрактальным распределением по размерам. На масштабах от размера ядра до нескольких сотен нанометров полости имеют структуру логарифмического фрактала, а на меньших масштабах, вплоть до нуклеосомной организации - структуру объемного фрактала. Данные малоуглового рассеяния рентгеновского излучения показывают, что наличие структуры объемного фрактала коррелирует с транскрипционной активностью клетки.В классификации МУР на фрактальных объектах, модель логарифмического фрактала представляет собой иерархическую структуру, которая описывается логарифмической мерой и формируется согласно принципу сохранения объема при изменении масштаба, в то время как модель объемного фрактала соответствует однородной само подобной классической фрактальной структуре, характеризующейся хаусдорфовой размерностью D_F.По-видимому, распределение всех полостей ядра при полном отсутствии транскрипционной активности, описывается логарифмическим фракталом, и представляет собой транспортную инфраструктуру, потенциально необходимую для функционирования активного хроматина. При возникновении и увеличении транскрипционной активности хроматина распределение полостей малого масштаба трансформируется и характеризуется моделью объемного фрактала. Вероятно, это связано с необходимостью увеличения диффузионной способности транспортной системы активного хроматина. Альтернативной гипотезой, объясняющей корреляцию объемного фрактала с транскрипционной активностью хроматина, является возникновение объемнофрактальных структур, которые являются следствием активности, внутри транспортной системы каналов, которая описывается моделью логарифмического фрактала.