سبر بنية وديناميات Nucleosomes استخدام Imaging مجهر القوة الذرية

في الخلايا حقيقية النواة، والحمض النووي مكثف للغاية ومنظم في الكروموسومات. ¹ هو المستوى الأول للمنظمة الحمض النووي داخل كروموسوم جمعية نوكليوسوميس في أي 147 شركة بريتيش بتروليوم للحمض النووي هو محكم ملفوفة حول نواة أوكتامير هيستون. ^{2 , 3} تجميع جزيئات نوكليوسومي في جزيء الحمض النووي طويلة تشكيل مجموعة الكروماتين ثم تنظيمها حتى يتم تشكيل وحدة كروموسوم ضغط عالية. ⁴ تفكيك الكروماتين وصولاً إلى مجاناً الحمض النووي تتطلبها العمليات الخلوية الحرجة مثل النسخ المتماثل النسخ والجينوم الجينات، مما يوحي بأن الكروماتين نظام شديد حيوية. ^{5 , 6 , 7} فهم الخصائص الدينامية للحمض النووي الكروماتين على مختلف المستويات من الأهمية بمكان لتوضيح العمليات الوراثية على المستوى الجزيئي حيث الأخطاء يمكن أن تؤدي إلى موت الخلايا أو تطور الأمراض مثل السرطان. ⁸ خاصية الكروماتين أهمية كبيرة هي ديناميات نوكليوسوميس. ^{9 , 10 , 11 , 12} الثبات العالي لهذه الجسيمات أتاح لتوصيف الهيكلية بتقنيات بلورية. ² ما هي الافتقار إلى دراسات هذه هي تفاصيل ديناميكية nucleosomes مثل إليه الحمض النووي إزالة التغليف من صميم هيستون؛ المسار الحيوي الذي مطلوب لعمليات النسخ والنسخ المتماثل. ^{7 , 9 , 13 , 14 , 15 , 16} وعلاوة على ذلك، خاصة البروتينات ووصف العوامل يعيد أظهرت تيسيرا لتفكيك¹⁷من الجسيمات نوكليوسومال؛ غير الجوهرية ديناميات nucleosomes عاملاً حاسما في هذه العملية التي من شأنها أن تساهم في عملية التفكيك الكامل. ^{14 , 16 , 18 , 19}

تقنيات جزيء واحد مثل الأسفار جزيء واحد^19،،من²⁰²¹والبصرية الملائمة (الملقط)^13،،من^1822،23 وفؤاد ^{10 , 14 , 15 , 16 , 24 , 25 , 26} كان لها دور أساسي في فهم ديناميات نوكليوسوميس. من بين هذه الأساليب، وفؤاد يستفيد من العديد من ميزات فريدة وجذابة. فؤاد يسمح أحد لتصور وتميز nucleosomes الفردية فضلا عن صفائف أطول²⁷. من صور فؤاد، الخصائص الهامة لهيكل nucleosome مثل طول الحمض النووي ملفوفة حول نواة هيستون يمكن أن يقاس ^10،14،،من²⁶²⁸؛ معلمة أساسي لوصف ديناميات إزالة التغليف نوكليوسومي. وأظهرت الدراسات الماضي فؤاد نوكليوسوميس أن تكون نظم ديناميكية للغاية، وأن الحمض النووي يمكن بسط عفويا من هستون الأساسية¹⁴. إزالة التغليف عفوية من الحمض النووي من nucleosomes كان تصور مباشرة من فؤاد التشغيل في وضع الوقت الفاصل بين عندما يتم التصوير في المحاليل ^14،،من²⁶²⁹.

ظهور الأجهزة فؤاد (HS-فؤاد) الوقت الفاصل بين عالية السرعة جعلت من الممكن تصور عملية إزالة التغليف nucleosome في^15،،مقياس الوقت ¹⁴مللي ثانية²⁴. وكشفت الدراسات^{30 16،}HS-فؤاد مؤخرا من nucleosomes السنترومير محددة عن العديد من الميزات الجديدة من nucleosomes مقارنة مع نوع متعارف عليه. وتشكل nucleosomes السنترومير من السنترومير، جزء صغير من الكروموسوم ذات أهمية حاسمة كروموسوم الفصل³¹. على عكس المتعارف عليه نوكليوسوميس في معظم الكروماتين، يتضمن جوهر nucleosomes السنترومير هيستون هيستون سينب-أ بدلاً من هستون H3^32،33. ونتيجة لهذا الاستبدال هستون، هو التفاف الدنا في nucleosomes السنترومير ~ 120 بي بي بدلاً من ~ 147 bp ل nucleosomes المتعارف عليه؛ فرق يمكن أن تؤدي إلى مورفولوجيس متميزة من السنترومير و nucleosomes الكنسي صفائف³⁴، مما يوحي بأن الكروماتين السنترومير يخضع ديناميات أعلى بالمقارنة مع معظم أحد. ديناميات الرواية المعروضة بواسطة nucleosomes السنترومير في الدراسات^{30 16،}HS-فؤاد مثالاً فرصة فريدة تقدمها هذه التقنية جزيء واحد لتصور الخصائص الهيكلية والديناميكية لمباشرة نوكليوسوميس. ستناقش أمثلة من هذه الميزات بإيجاز ويتضح في نهاية الورقة. هذا التقدم بسبب وضع بروتوكولات جديدة لتصوير فؤاد من nucleosomes، فضلا عن التعديلات المدخلة على الأساليب القائمة. وهدف البروتوكول هو موضح هنا هو جعل هذه التطورات المثيرة في جزيء واحد فؤاد nucleosome الدراسات متاحة لأي شخص الذين يرغبون في الاستفادة من هذه التقنيات في تحقيقاتهم الكروماتين. العديد من التقنيات الموضحة قابلة للتطبيق لمشاكل ما بعد دراسة نوكليوسوميس، ويمكن استخدامها لإجراء تحقيقات أخرى البروتين ونظم الحمض النووي للفائدة. ويمكن الاطلاع على أمثلة لمثل هذه التطبيقات في المنشورات^{35،36،37،،}من^3839،،من^{4041، 42،43،44،45،،}من^4647،،من⁴⁸⁴⁹ وآفاق الدراسات فؤاد يتم إعطاء النظم الجزيئية البيولوجية المختلفة في استعراضات^29،،من^5051،،من⁵³⁵⁴.