Гистоны и нуклеосомы

Один из этих подходов состоит в локализации ковалентных сшивок между нуклеосомиыми гистонами и ДНК. Принцип локализации заключается в том, что сшитые комплексы белков с ДНК разделяют в двумерных гель-электрофорезах, причем после электрофореза первого направления в геле расщепляют белковый или нуклеиновый компонент комплексов и разделяют во втором направлении только ДНК или только белки соответственно. Таким образом была получена карта линейного расположения гистонов на ДНК (рис. 125). Гистоны НЗ, Н4 располагаются в центре нук-леосомной ДНК, в то время как гистоны Н2А, Н2В локализованы на периферии. Гистон НЗ взаимодействует с центральным и концевым участками нуклеосомной ДНК. Хотя эти участки на развернутой ДНК расположены далеко друг от друга, они сближаются на свернутой в нуклеосому ДНК и, видимо, с ними взаимодействует одна и та же молекула гистона НЗ. На этой же карте видно, что не вся ДНК сплошь покрыта гистонами, а есть свободные от взаимодействия сегменты, например первые 20 нуклеотидов от 5 -концов обеих цепей нуклеосомной ДНК и участки, расположенные на расстоянии около 120 нуклеотидов от 5 -концов. Внутри нуклеосомы гистоны находятся в тесном контакте друг с другом, о чем свидетельствует образование почти всех возможных [c.240]

Кроме гистонов в хроматине присутствует большое количество различных негистоновых белков, характер взаимодействия которых с нуклеосомной ДНК пока не ясен. Наиболее богато представлены негистоновые белки HMG 14 и 17, функция которых остается все еще не изученной. H.MG 14 и 17 —это близкие по структуре белки, несущие большое количество заряженных групп. Они состоят соответственно из 68 и 74 аминокислотных остатков. Две молекулы этих белков способны к кооперативному связыванию с нуклеосомой, причем каждый белок взаимодействует с концевым участком ДНК и вторым сегментом, расположенным на расстоянии примерно 20 п. о. от ее конца. Эти две области нуклеосомной ДНК в основном свободны от гистонов (см. рис. 125). HMG 14 и 17 связываются с обращенной внутрь нуклеосо.мы стороной двойной спирали ДНК и не меняют существенным образом общую форму нуклеосомы. Создается впечатление, что этн два белка занимают свободную внутреннюю область ДН К нуклеосомы. [c.242]

Домены эукариотической хромосомы отличаются от прокариотических доменов. Представление о доменах прокариотической хромосомы сформулировано на основании опытов по релаксации ДНК. Представление об эукариотических доменах опирается на опыты по электронной микроскопии митотических хромосом, с которых удалены гистоны. ДНК эукариот, точнее нуклеосомная фибрилла, находится в релаксированном состоянии. Обработка релаксирующим ферментом не изменяет ее конформации. Следует учитывать, что ДНК навивается на нуклеосомы спиралью. Если те.м или иным способом удалить гистоны с ДНК, то в ней возникают супервитки. Особенно нагляден этот эффект при использовании в качестве модели хроматина кольцевой мини-хромосомы вируса ОВ-40 длиной около 5 т. п. о. Как видно из рис. 127, мини-хромосома на электронных микрофотографиях представляет собой релаксированную структуру. После удаления гистонов ее ДНК суперспирализована. Существует предположение, что тран-скрипционно активные петли эукариотической хромосомы все-таки находятся в торзионно-напряженном состоянии и релакси-руют под действием топоизомераз. [c.246]

Обработка микрококковой нуклеазой не единственный способ выявить в хроматине регулярное чередование защищенных участков (нуклеосом) и открытых участков (линкеров). Такая структура подтверждается и с помощью некоторых химических проб, которые модифицируют или расщепляют ДНК- Эти соединения расщепляют ДНК там, где она не связана с белками. Гистоны в составе нуклеосомы защищают ДНК, поэтому при ограниченном расщеплении получается характерная нуклеосомная лесенка. [c.244]

Известно, что в клетках эукариот ДНК, соединенная с белками (гистонами), упакована в нуклеосомы (гл. 14). В этом состоянии транскрипция невозможна, и для экспрессии генов необходимо деблокирование транскриптона. Следовательно, образование и разрушение нуклеосом является важным фактором регуляции эукариотических генов. Каким же образом происходит деблокирование транскриптона [c.473]

Белковый стержень представляет собой комплекс апо-лярных сегментов четырех указанных в тексте гистонов. Участки гистонов, обладающие основными свойствами, образуют комплекс с ДНК, располагающейся на поверхности нуклео-сомы. Гистон Н1, расположенный между нуклеосомами, может играть роль агента, образующего поперечные связи либо между нуклеосомами одной н той же цепи, либо между нуклеосомами разных цепей. Шаг спирали ДНК не обязательно должен быть постоянным при среднем диаметре нуклеосомы около 10 нм он равен 5,5 нм. [c.304]

ДНК в клетках бактерий также связана с основными белками. Например, в клетках Е. oli это белки HU1 и HU2. Ничего похожего на нуклеосомы они не образуют, и содержание их в расчете на единицу массы ДНК гораздо меньше, чем гистонов. [c.238]

Линейная карта расположения сшивок свернута, как в нуклеосоме. Обратите вннманне. что места посадки отдельных молекул гистонов. удаленные друг от друга иа линейной карте, сближаются при сворачивании ДНК с шагом 80 п. о. [c.240]

Нуклеосома обладает достаточно высокой стабильностью при различных условиях, однако в ряде случаев были обнаружены сравнительно небольшие конформационные изменения в них. Так, различия в условиях кристаллизации сказываются на взаимодействии одного из гистонов (предположительно Н2А) с концевым участком нуклеосомной ДНК. Карта линейной последовательности гистонов на нуклеосомной ДНК также изменяется в деталях в зависимости от того, проводят ли иришивку в ядрах, хроматине (Ю-нм фибриллах) или выделенных нуклеосомах. [c.242]

Однако полное удаление гистонов имеет место лишь в немногих случаях при максимальной интенсивности транскрипции. Как показали многочисленные эксперименты, при умеренной и слабой транскрипции нуклеосомы (гистоны) сохраняются на ДНК- Эго подтверждают и биохимические данные, и электронная микроскопия, причем структура этих нуклеосом, вероятно, ие отличается от обычных нуклеосом неактивного хроматина. [c.255]

Эта модель структурной динамики транскрипционно активного хроматина не является единственной. Так, в активно транскрибируемом хроматине рибосомных генов гриба Physarum обнаружены развернутые нуклеосомы, в которых гистоны остаются связанными в частично или полностью линеаризованной ДНК нуклеосомы. Зга модель предполагает, что в процессе транскрипции происходит линеаризация ДНК, но РНК-полимераза не смещает молекулы гистонов с транскрибируемых участков. Напомним, что регуляторный белок TFHIA генов 5S РНК шпорцевой лягушки прочно связывается с регуляторным участком, лежащим в транскрибиру--емой области, и не диссоциирует при прохождении РНК-полимеразы III. [c.256]

Непосредственно на участке репликационной вилки нуклеосом не видно, что связано, скорее всего, с вытеснением гистонов с Участка репликации. Нуклеосомы появляются на новообразованных нитях ДНК в минихромосоме SV 40 на расстоянии примерно 200—400 п. о. от репликационной вилки. Судьба старых нуклеосом [c.257]

Во-вторых, со сложными структурными перестройками хроматина связана репликация ДНК- Как будет обсуждаться ниже, в момент прохождения репликационной вилки ДНК сбрасывает гистоны и почти сразу после этого нуклеосомы реконструируются на ДНК- Следовательно, должны существовать механизмы, которые обеспечивают транспорт новосинтезированных гистонов из цитоплазмы в ядро и сборку нуклеосом на ДНК- [c.234]

Гистоны проявляют высокую специфичность при взаимодействии друг с другом. При смешивании в растворе наиболее специфичные комплексы возникают при взаимодействии гистонов НЗ и Н4 с образованием тетрамеров, состоящих из двух молекул каждого из этих гистонов. Гистоны Н2А и Н2В при взаимодействии образуют высокоспецифичные димеры. При повышении концентрации соли нуклеосомы диссоциируют сначала происходит отщепление одного димера Н2А-Н2В, затем второго такого димера и в последнюю очередь диссоциация от ДНК гистонового тетрамера (НЗ—Н4)з. При понижении ионной силы порядок реассоциации обратный и в конце образуется реконструированная нуклеосома. Реконструкция нуклеосом облегчается в присутствии полианионов, в частности белков, содержащих много сгруппированных в одном месте кислых аминокислот. Реконструкцию нуклеосомы можно проводить не только из ДНК и отдельно взятых димеров и тетрамеров, но также из ДНК и свободных гистонов. Очевидно, структура нуклеосомы в значительной степени определяется гистон-гистоновыми взаимодействиями и структурой гистонового октамера. Так, гистоновый октамер, реконструированный при высокой концентрации соли из гистонов в отсутствии ДНК, по многим свойствам сходен с октамером в составе нуклеосомы. Сборка гистонового октамера происходит за счет взаимодействий центральных гидрофобных сегментов молекул гистонов между собой. Удаление Ы-концевых участков гистонов с помощью мягкой обработки трипсином не препятствует сборке октамера и даже образованию нуклеосом. [c.241]

ДНК в нуклеосоме завита в левую суперспираль на один виток суперспирали приходится около 80 пар оснований, так что пуклеосома содержит 17 супервитков ДНК. Линейное расположение гистонов вдоль ДНК удалось установить методом химических сшивок (Мирзабеков). Укладка ДНК в нуклеосоме выяснена методом рентгеноструктурного анализа (Клуг). Соответствующая схема показана на рис. 8.19. Конформация ДНК остается близкой к стандартной 5-форме. ДНК изгибается анизотропно — наибольшие изгибы происходят в направлении широкой бороздки двойной спирали. Эта анизотропия гибкости ДНК зависит от [c.295]

Фосфорилирование гастонов. В результате действия белковых гормонов происходит опосредованное фосфорилирование ядерньгх белков — гистонов и разрушение нуклеосом. Матрица при этом становится доступной для основных факторов инициации транскрипции, и начинается синтез РНК. При прекращении действия гормонов нуклеосомы восстанавливаются. [c.473]

Отличительным свойством репликации у эукариот является то, что реплицируются нуклеосомы при синтезе дочерних цепей они на какое-то время разрушаются, но позади репликативной вилки вновь собираются, причем в сборке участвуют как старые, так и вновь синтезированные гистоны (рис. 233). Таким образом, синтез гистоиов должен быть скоординирован с репликацией. Действительно, ингибирование синтеза гистонов влечет за собой ингибирование репликации, и наоборот. [c.411]

Рис 64 Упаковка хроматина на примере нуклеосомы 1 — гистон Н1 2 — двухнитевая ДНК обви тая вокруг структуры содержа щей 8 молекул гистонов — по 2 молекулы Н2А Н2В НЗ и Н4 3 — спейсерный участок ДНК [c.175]

Хроматиновые волокна напоминают по внешнему виду нитки бус (рис. 27-23). Повторяющиеся, похожие на бусинки структуры этих волокон носят название нуклеосом. Нуклеосома представляет собой комплекс, состоящий из двухцепочечной ДНК длиной около двухсот пар оснований и набора молекул гистонов, вокруг которого дважды обвита эта ДНК нуклеосомы ( бусинки ) имеют диаметр 10-11 нм. В состав каждой нуклеосомы входит восемь молекул гистонов-по две молекулы гистонов Н2А, [c.875]

В промежутках между нуклеосомами расположена соединительная (лин-керная, спейсерная) ДНК, с которой связывается гистон Н1. Длина соединительных участков ДНК варьирует в пределах от 20 до 120 нуклеотидных пар в зависимости от вида организма и типа клеток. В хроматиновых волокнах человека длина этих участков около 50 нуклеотидных пар. Нуклеосомы-это структурные единицы хроматина, вьи л-няющие главным образом функцию плотной упаковки ДНК. В дополнение ж укорачиванию двухценочечной ДНК за счет того, что она обвивает гистоны, добавочное укорачивание и плотная упаковка эукариотической ДНК в хроматине достигается в результате упорядоченного расположения нуклеосом в пространстве (рис. 27-23). Хроматин связан также с негистоновыми белками ядра, которые образуют ядерный матрикс. [c.876]

Смотреть страницы где упоминается термин Гистоны и нуклеосомы: [c.137] [c.117] [c.195] [c.89] [c.239] [c.241] [c.243] [c.245] [c.255] [c.314] [c.53] [c.239] [c.243] [c.255] [c.295] [c.111] [c.400] [c.401] [c.611] [c.700] [c.49] [c.890]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология