Back to chapter

5.6:

Нуклеосома

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

Белки играют ключевую роль роль в определении физической структуры хромосомы. Наиболее ораспространённые из них небольшие, положительно заряженные белки называются гистонами. Этот положительный заряд позволяет их тесным образом ассоциировать с отрицательно заряженной ДНК.На определенных этапах цикла клетки, ДНК плотно намотаны вокруг конкретных гистонов, формируя структуры, которые называются нуклеосомами. Нуклеосомы часто сравнивают с бисером на нитях ДНК Нуклеосома состоит из нескольких ключевых элементов. Первый из этих это октамер белков гистона, по две молекулы каждого из H2A, H2B, H3 И H4.Далее, нуклеосома также имеет от 145 до 147 пар оснований, и ДНК намотана вокруг белка октамера почти вдвое.Вместе, гистон Октамер и ДНК вокруг него известны как частица ядра нуклеосомы. Каждый из гистонов в ядре нуклеосомы содержит небольшой, положительный заряженный хвост, включающий от 11 до 27 аминокислот. Хвосты выдвигаются наружу из частицы ядра нуклеосомы и помогают в удержании отрицательно заряженной ДНК и связанных с ней гистонов.Кроме того, гистонные хвосты могут взаимодействовать с хвостами соседних частиц ядра, кчто облегчает упаковку ДНК. Пятый тип гистона, H1, играет ключевую роль в нуклеосомной структуре, хотя он не является частью ядра нуклеосомы. Н1 связывается с ДНК, где она присоединяется, и лоставляет октамер, действующий в качестве зажима, удерживая ДНК на месте.Наконец, нуклеосома также включает в себя растяжку линкерной ДНК, прилегающей к частице ядра нуклеосомы. Линкерная ДНК, которая отделяет каждую частицу ядра может отличаться по длине, от от 30 до 40 пар оснований между типами клеток. А термины нуклеосома”и ядерная частица нуклеосомы”часто используются как взаимозаменяемые, на самом деле нуклеосома относится к ядерной частице нуклеосомы и соседней линкерная ДНК.В целом нуклеосомы способны сокращать длинную ДНК молекулу в нить хроматина, которая составляет около одной трети исходной длины.

5.6:

Нуклеосома

ДНК в человеческой клетке составляет почти 2 метра в длину, и она упакована внутри крошечного ядра, всего несколько микрон в диаметре. Уровень компактизации ДНК внутри ядра поражает. Она упорядочена на нескольких последовательно более высоких уровнях компактизации, чтобы поместиться в такое крошечное пространство. Самая компактная форма ДНК — хромосома, которую можно увидеть под микроскопом в делящейся клетке.

ДНК дважды наматывается вокруг белкового комплекса, называемого гистоновым кором, который состоит из 8 гистоновых белков. Этот комплекс ДНК и гистонового белка называется нуклеосомой, фундаментальной и функциональной единицей упаковки ДНК. Нуклеосомы могут дополнительно наматываться вокруг себя, образуя компактизацию более высокого порядка.

Когда ДНК извлекается из клетки в условиях низкого содержания соли и исследуется под микроскопом, она напоминает бусины на нити. Нить представляет свободную ДНК, называемую "линкерной ДНК", связывающую похожие на бусины нуклеосомы. Если ДНК выделяется в физиологических солевых условиях (0,15 М KCl), она принимает форму волокна с диаметром 30 нм, которая связана с H1, негистоновым белком. Белок H1 плотно связывается с обеими нуклеосомами и не позволяет ДНК скользить.

Гистоны — это высококонсервативные белки

Аминокислотные последовательности коровых гистоновых белков высоко консервативны у отдаленно родственных видов. Например, аминокислотные последовательности гистона H3 вилочковой железы теленка и растения горох имеют только четыре различия в аминокислотах.

Негистоновые белки

Нуклеосомный комплекс также связан с небольшой долей негистоновых белков, которые помогают сохранять упаковку и организовывать длинные петли хроматина. Негистоновые белки также участвуют в регуляции репликации ДНК и синтезе РНК.

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.