Back to chapter

5.6:

الجسيم النووى

JoVE Core
Moleküler Biyoloji
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir.  Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
JoVE Core Moleküler Biyoloji
The Nucleosome

Diller

Paylaş

تلعب البروتينات دورا فى تحديد البنية الظاهرية للكروكوسوم. الأكثر وفرة من هذه هى بروتينات صغيرة, موجبة الشحنة تسمى هيستون. يسمح لهم الشحن الإيجابي هذا الربط بإحكام مع الحمض النووي دى إن إيه المشحون بالسالب.خلال مراحل معينة من دورة الخلية،الحمض النووي يكون ملفوف بإحكام حول انواع معينة من الهيستونات, مكونا تركيب تسمى النوكليوسومات غالباًما يتم وصف النوكليوسومات كخرز على سلسلة ال دى إن إيه يتكون النوكليوسوم من بعض العناصر الرئيسية. أول هؤلاء هو بروتين الهيستون ثماني الوحدات جزيئان كل منهم إتش 2 إيه إتش 2 بى أتش 3 و إتش 4. بعد ذلك،النيكلوسوم أيضا به قواعد مزدوجة بطول 145 إلى 147 ملفوفة حول بروتين ثمانى الوحدات مرتين تقريبًا.معأ الهيستون الثمانى الوحدات وال دى إن إيه الملفوف حوله يسموا جسيم لُب النوكليوسوم. 00:01:06.370 00:01:09.430 كل هيستيون في جسيم لُب النوكليوسوم به ذيل صغير, إيجابي الشحنة مكون من من 11 إلى 27 حمض أميني. تمتد الذيول إلى خارج جسيم لُب النوكليوسوم ويساعد فى بقاء ال دى إن إيه ذو الشحنة الموجبة والهيستون مترابطين.وعلاوة على ذلك ذيول الهيستون يمكن أن تتفاعل مع ذيول الجسيمات المجاورة, التى تسهل عملية تحزُم الدى إن أيه. نوع خامس من هيستون،إتش 1, يلعب دورا أساسيا في بنية النكليوسوم،ورغم أنه ليس جزء من جسيم النوكليوسوم. إتش 1 يرتبط بال دى إن أيه حيث ينضم ثم يغادر 00:01:45.610 00:01:51.230 ثمانى الوحدات يعمل كمشبك و يحافظ على الحمض النووي في مكانه.وأخيراًالنوكليسوم يضم أيضًا إمتداد دى إن إيه الرابط المجاور لجسيم لُب النوكليوسوم رابط ال دى إن أيه الذى يفصل كل جسيم قد يختلف فى الطول من حوالي 30 إلى 40 أزواج قواعد بين أنواع الخلايا بينما مصطلح النوكليوسوم”و”جسيم لُب النوكليوسوم”غالباًما يستخدم بالتبادل،النوكليوسوم في الواقع يشير إلى جسيم لُب النوكليوسوم والحمض النووي الرابط الملاصق. إجمالاًالنوكليوسومات تكون قادرة على تقليل جزىء الحمض النووي الطويل دى إن إيه إلى شريط كروماتين وهو حوالى ثلث طوله الأصلي.

5.6:

الجسيم النووى

يبلغ طول الحمض النووي في الخلية البشرية حوالي 2 متر ويتم تعبئته داخل نواة صغيرة لا يتجاوز قطرها بضعة ميكرونات. مستوى انضغاط الحمض النووي داخل النواة مذهل. وهو منظم في عدة مستويات أعلى بالتتابع من الضغط ليناسب هذه المساحة الصغيرة. الشكل الأكثر إحكاماً للحمض النووي هو الكروموسوم الذي يمكن رؤيته تحت المجهر في الخلية المنقسمة.

يتم لف الحمض النووي مرتين حول مركب بروتيني يسمى قلب الهيستون، والذي يتكون من 8 بروتينات هيستون. يسمى هذا المركب من بروتين الـDNA والهيستون بالنيوكليوسوم، الوحدة الأساسية والوظيفية لضغط الحمض النووي. يمكن للنيوكليوسومات أن تلتف حول نفسها إلى درجة ضغط أعلى.

عندما يتم استخلاص الحمض النووي من الخلايا في ظروف منخفضة الملح وفحصه تحت المجهر، فإنه يشبه الخرزات الموجودة على الخيط. يمثّل الخيط الحمض النووي المتحرر والمسمى بـ "الواصل DNA," حيث أنه يربط الجسيمات الشبيهة بالخرز. إذا تم عزل الحمض النووي في ظروف ملح فسيولوجية (0.15 مول KCl)، فإنه يعطي شكلاً شبيهاً بالألياف بقطر 30 نانومتر مرتبط بـ H1، وهو البروتين غير الهيستوني. يرتبط بروتين H1 بإحكام بكل من الجسيم النووي ولا يسمح للحمض النووي بالانزلاق.

الهيستونات هي بروتينات محفوظة بشكل كبير

يتم حفظ تسلسل الأحماض الأمينية لبروتينات الهيستون بدرجة عالية بين الأنواع ذات الصلة البعيدة. على سبيل المثال، يحتوي تسلسل الأحماض الأمينية للهيستون H3 بين العجل الغدة الصعترية ونبات البازلاء على أربعة اختلافات فقط في الأحماض الأمينية.

البروتينات غير الهيستونية

يرتبط مركب النيوكليوسومات أيضاً بنسبة صغيرة من البروتينات غير الهيستونية، والتي تساعد في الحفاظ على الضغط وتنظيم حلقات الكروماتين الطويلة. تشارك البروتينات غير الهيستونية أيضاً في تنظيم تكرار الحمض النووي DNA وتخليق الحمض النووي الريبي RNA.

Önerilen Okuma

  1. Molecular Cell Biology, Lodish, 8th edition, Pages 328-339
  2. Annunziato, A. "DNA packaging: nucleosomes and chromatin." Nature Education 1, no. 1 (2008): 26.