Нуклеосомы в нитях хроматина

Рис. 11-23. Общая схема строения хроматина. Показаны (сверху вниз) двойная спираль ДНК нить, включающая три нуклео-сомы участок хроматинового волокна толщиной 30 нм ряд из десяти смежных петель, образованных таким волокном модель участка метафазной хромосомы и наконец, вся метафазная хромосома. При обсуждении репликации ДНК наиболее важные структуры-это сами нуклеосомы. По-видимому, они остаются связанными с ДНК постоянно, даже при ее репликации. Существенны при репликации ДНК также и петельные домены, которые, как полагают, служат функциональными единицами при экспрессии генов

Нуклеосомы в нитях хроматина [c.372]

Если бы хроматин типичной хромосомы человека существовал в виде фибриллы диаметром 30 нм, то в растянутом состоянии он имел бы длину 0,1 см, т.е. в 100 раз превышал бы размеры ядра. Микроскопический анализ интактных хромосом дает основание полагать, что внутри клеток происходит дальнейшая упаковка фибрилл диаметром 30 нм, при этом образуются нити хроматина толщиной 100 нм. Как расположены нуклеосомы в такой структуре, неясно. [c.114]

Нуклеосомы располагаются на ДНК регулярным образом. Разворачивание хроматина при низкой ионной силе позволяет увидеть на электронной микрофотографии нити ДНК, на которых сидят [c.242]

Индивидуальные нуклеосомы можно получить, обработав хроматин ферментом нуклеазой микрококков. Это эндонуклеаза, которая разрезает нить ДНК в местах соединения между нуклеосомами. Сначала освобождаются группы частиц, а потом отдельные нуклеосомы. Мономерные нуклеосомы отчетливо видны на рис. 29.2 в виде компактных частиц (настоящая форма которых похожа на диск см. ниже). Они седиментируют примерно со скоростью 11S, что соответствует общей массе в диапазоне 250000-300000 дальтон. Отношение белок/ДНК составляет около 1,25. Димеры, тримеры и т.д. имеют соответствующие свойства при биохимическом анализе или при наблюдении под электронным микроскопом. [c.360]

Организация хромосом в действительности должна быть достаточно гибкой, для того чтобы удовлетворять различным требованиям, предъявляемым к структуре и функциям хроматина. Например, наличие нуклеосом характерно как для эухроматина, так и для гетерохроматина. Можно ли идентифицировать наборы нуклеосом, различные свойства которых объясняли бы структурные и функциональные свойства определенных участков хромосомы Являются ли нуклеосомы единственным типом структуры, построенной из нити двухцепочечной ДНК и белка, или же для некоторых участков характерны другие структуры [c.376]

Другое важное свойство активного хроматина — это существование областей, свободных от нуклеосом и гистонов. Некоторыми авторами было показано, что обычно перед генами, более или менее совпадая с энхансерами и другими регуляторными последовательностями, располагаются области ДНК, не организованные в нуклеосомы. При электронной микроскопии в этих участках не видно бусин на нитях. Те же самые области ДНК, но в клетках, где соответствующие гены зарепрессированы, имеют типичную нуклеосомную организацию. [c.164]

Если интерфазные ядра суспендировать в растворе с низкой ионной силой, они разбухнут и в местах разрывов из них высвободятся нити хроматина. На рис. 29.1 показано лизировавшее ядро, из которого вытекают нити. В некоторых местах нити хроматина состоят из плот-ноупакованного материала, но в тех местах, где они вытянуты, можно видеть, что они состоят из отдельных частиц. Эти частицы называют нуклеосомами. В особенно вытянутых участках видно, что индивидуальные нуклео-сомы соединены тонкой нитью-это свободная двухцепочечная ДНК. Таким образом, непрерывная двухцепочечная ДНК проходит через серию частиц. [c.360]

Рис. 9-31. Участок хроматина в форме нуклеосомной нити. Показаны три нити хроматина, на одной из которых две молекулы РПК-полимеразы транскрибируют ДПК. Большая часть хроматина в ядре высших эукариот не содержит активных генов, и, следовательно, свободна от РПК-транскриптов. Следует отметить, что нуклеосомы имеются как в транскрибируемых, так и в нетранскрибируемых областях, и что они связаны с ДНК непосредственно перед и сраз> же за движуш,имися молекулами РНК-полимераз. (С любезного разрешения Vi toria Foe.).

Дифракция рентгеновских лучей и нейтрошв. При рентгеновской дифракции на нитях хроматина также виден повтор длиной 100 А. Нейтронная дифракция показывает, что ДНК расположена снаружи нуклеосомы. [c.130]

В ядрах клеток всех эукариотов ДНК присутствуют в виде ассоциатов с гистоновыми белками. Эти ассоциаты, или хрома-тиновые фибриллы, представляют собой надмолекулярную структуру, повторяющимся элементом которой является частица, называемая нуклеосомой. Каждая нуклеосома состоит из восьми гистонов (по две молекулы гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4) и включает участок намотанной на этот белковый октамер нити ДНК длиной в 140 нуклеотидных пар. Продолжение этой нити образует перемычку со следующей нуклеосомой. В зависимости от т ого, какому организму или какой ткани этого организма принадлежит данная клетка, перемычка между нуклео-сомами может содержать от О (дрожжи) до 100 (сперма морского ежа) нуклеотидных пар. Стафилококковая нуклеаза расщепляет молекулу ДНК в области перемычек с образованием фрагментов, длина которых кратна длине участка ДНК, входящего в состав нуклеосомы [136]. После отделения от белков эти фрагменты можно разделить с помощью электрофореза в агарозном геле и таким образом обнаружить различия в структуре повторяющегося звена хроматина (рис. 10.13, Л). При обработке хроматина ДНКазой I нуклеосомальная ДНК расщепляется на фрагменты, содержащие в среднем 10,4 нуклеотидных пар (я —целое число) [137]. Эти сравнительно более короткие фрагменты ДНК можно разделить с помощью электрофореза в полиакриламидном геле (рис. 10.13, ). [c.193]

Начало углубленному изучению структуры хроматина положило открытие в 1974 г. его основной структурной единицы-нуклеосомы. Благодаря наличию нуклеосом частично декомпактизованныи хроматин на электронных микрофотографиях напоминает нитки бус (рис. 9-22). Бусину -нуклеосомз можно отделить от длинной нити ДНК путем обработки препарата хроматина ферментами, расщепляющими ДНК. Ферменты, вызывающие деградацию как ДНК, так и РНК, называют нуклеазами, а ферменты, действующие только на ДНК,- дезоксирибонуклеазами или ДНКазами. Нуклеаза, с помощью которой выделяют индивидуальные нуклеосомы, получена из клеток микрококков (микрококковая нуклеаза). При непродолжительной обработке этим ферментом расщепляются только те участки ДНК, которые расположены между нуклеосомами остальная ДНК защищена связанными с ней гистонами. вследствие чего вся молекула полимера распадается на двухцепочечные фрагменты длиной 146 пар оснований. Эти ДНК-гисто-новые комплексы на электронных микрофотографиях выглядят как частицы дисковидной формы, имеющие диаметр около 11 нм Каждая нуклеосома содержит набор из восьми молекул гистонов - по две молекулы каждого из четырех высококонсервативных нуклеосомных гисто- [c.111]

В интактном хроматине ДНК тянется в виде непрерывной нити от нуклеосомы к нуклеосоме. Каждая нуклеосомная бусина отделена от следующей линкериой последовательностью, длина которой варьирует от О до 80 нуклеотидных пар. В среднем нуклеосомные частицы (нуклеосом-ный кор плюс линкерная последовательность) повторяются через каждые 200 нуклеотидов (см. рис. 9-23). Таким образом, эукариотический ген, состоящий из 10000 нуклеотидных пар, связан с 50 нуклеосомами, а в каждой клетке человека, ДНК которой насчитывает в х 10 нуклеотидных пар, содержится 3x10 нуклеосом. [c.112]

Гистоны составляют около половины массы хромосомы, где они участвуют в организации нескольких уровней упаковки двойной спирали ДНК. Вместе с другими белками гистоны образуют с ДНК комплексы, названные хроматином. Впервые Р. Корнберг в 1974 г. выделил повторяющуюся структурную единицу хроматина и вместе с Дж. Томасом установил, что она состоит из белковой сердцевины октамерного кора, содержащего по две молекулы каждого из гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4, и фрагмента двойной спирали ДНК [402, 403]. Р. Симпсон предположил, что двухцепочечная ДНК закручена вокруг гистонового кора и образует два витка суперспирали из 165 пар оснований [404]. Позднее эта цифра была исправлена А. Клагом и соавт. на 146 [405]. Обнаруженная структурная единица хроматина получила название нуклеосомы [406]. Исследования гистонового кора с помощью различных физико-химических методов показали, что октамер представляет собой гетерогенный белковый ансамбль (Н2А-Н2В-НЗ-Н4)2, состоящий из трех структурных субъединиц тетрамера (НЗ-Н4)2 и двух димеров (Н2А-Н2В). Двойная спираль ДНК в хроматине тянется как непрерывная нить от одной нуклеосомы к другой. Расположенные между нуклеосомами линейные линкерные участки ДНК имеют разную длину, которая обычно невелика и в среднем составляет 60 нуклеотидов. Нуклеосомная нить определяет более высокие уровни компактизации хроматина. В конечном счете, он предстает в электронном микроскопе в виде так называемой ЗОнм-хроматиновой фибриллы. [c.110]

За укладку нуклеосомной нити в составе хроматиновой фибриллы отвечает гистон Н1. Центральная часть его молекулы представляет собой глобулу, которая взаимодействует со специфическим участком нуклеосомы. М- и С-концевые фрагменты белка имеют вытянутые формы. Один из них (М-) ассоциирован с предшествующей линкерной ДНК в области ее контакта с нуклеосомной частицей, а другой - с гистоновым кором последующей нуклеосомы. Кроме того, замечено, что свободная молекула Н1 легче взаимодействует с ДНК в непосредственной близости от другой, уже присоединившейся молекулы гистона, чем отдельно от нее [407]. Этим обусловлена склонность белков Н1 связываться с ДНК группами по восемь и более молекул. Предполагается, что взаимодействие такого типа, названное кооперативным связыванием, лежит в основе активации генов. Вызванная им конденсация молекул гистона Н1 превращает некоторые хроматиновые участки в своеобразные микрокристаллы, "плавление" которых под действием внешнего регуляторного сигнала ведет к разрушению гистонового кластера и локальной перестройке хроматина [401, 408]. [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология