Back to chapter

5.16:

Варианты гистонов на центромере

JoVE Core
分子生物学
このコンテンツを視聴するには、JoVE 購読が必要です。  サインイン又は無料トライアルを申し込む。
JoVE Core 分子生物学
Histone Variants at the Centromere

言語

共有

центромера ограниченная область на каждой хромосоме, где кинетохора и микротрубочки собраны, чтобы обеспечить верность разделение хроматид во время анафазы клеточного деление. В большинстве эукариот центромера разбита на два хроматина, ядро центромера и перицентрический гетерохроматинный регион. Ядро центромера во всех эукариотах содержит вариант стержневого гистона H3, называется центромерный белок A или CENP-A.Вместе с тремя Другими основными гистонами, H2A, H2B, H4, CENP-A образует нуклеосоуа, специально для центромера. Функциональный C-терминальный сворнутый домен CENP-A очень хорошо прослеживается среди эукариот. Однако, N-терминалный хвост белка показывает значительные изменения, как по размеру, так и по последовательности.Ядра центромера в дрожжах Saccharomyces cerevisiae содержат один CENP-A нуклеосому, подключенную к одному митотическому веретену. Таким образом, они упоминаются в качестве точечных центромер. Это регион ядра центромера флангирован примерно на 125-ю парами оснований АТ-насыщенной перицентрической ДНК последовательности.Этот регион характеризуется нуклеосомами, содержащими метилированный Гистон H3.Хроматин центромера формирует трехмерную структуру, чтобы открыть CENP-A, содержащий нуклеосомы для взаимодействия с кинетохорой и микротрубочкми. Напротив, ядро центромера хромосомы человека имеет иначе организованную нуклеосому CENP-A и обычные нуклеосомы H3.Эти обычные нуклеосомы H3 диметиллированы. Они чередующиеся блоки могут охватывать до пяти мегаоснований в длину и в значительной степени сдерживать короткие, повторяющиеся АТ-насыщенные последовательности ДНК, называемые альфа-сателлитная ДНК, флангированная перицентрическим гетерохроматином ДНК.Тайминг загрузки CENP-A в нуклеосомы также отличается между видами. Например, в то время как у людей он загружается между анафазой и G1 фазой, в растениях происходит загрузка на поздней фазе G2.

5.16:

Варианты гистонов на центромере

Варианты гистонов — это гистоновые белки со структурными вариациями и вариациями последовательности. Эти варианты можно рассматривать как “мутантные” формы, которые заменяют их канонические гистоновые аналоги в нуклеосомах. Специфические посттрансляционные модификации гистоновых вариантов делают возможным дальнейшее усложнение хроматина и регулируют тканеспецифичную экспрессию генов. Наиболее распространенные варианты гистонов относятся к семействам гистонов H2A, H2B и линкерного гистона H1. Однако все больше изучаются несколько вариантов гистона H3.

Вариант гистона H3: CENP-A

Центросомный хроматин содержит специализированный гистоновый белок под названием CENP-A, который на 60% похож на канонический гистон H3. Он необходим для сборки кинетохора и последующего связывания микротрубочек. Также предполагается, что CENP-A выступает в качестве эпигенетической метки для поддержания идентичности центромеры. CENP-A распознается и нацеливается на центромеру через целевой домен CENP-A (CATD).

Исследования in vitro показали, что центромерные нуклеосомы образуют октомеры с двумя копиями CENP-A вместе с двумя копиями гистонов H2A, H2B и H4. Тем не менее, новые исследования у различных эукариот привели к нескольким конкурирующим моделям структуры CENP-A содержащих нуклеосом. Согласно модели полушария, нуклеосома содержит только по одной копии каждого гистона, образуя тетрамер. Кроме того, недавние исследования показали, что CENP-A нуклеосомы регулируются клеточным циклом. Они существуют как октамеры в S-фазе и как полусферы во время других фаз клеточного цикла.

Нарушение регуляции функций CENP-A связано с хромосомной нестабильностью и раком. Ряд доказательств указывают на сверхэкспрессию CENP-A при раке толстой кишки, аденокарциноме, опухолях половых клеток яичек, раке груди и гепатоцеллюлярной карциноме.

おすすめの記事

  1. Molecular Biology of Cell, Alberts, 6th edition, Pages 203-204
  2. Vardabasso, Chiara, Dan Hasson, Kajan Ratnakumar, Chi-Yeh Chung, Luis F. Duarte, and Emily Bernstein. "Histone variants: emerging players in cancer biology." Cellular and molecular life sciences 71, no. 3 (2014): 379-404.