Нуклеосомы

Рис. 123. Пространственная модель нуклеосомы. построенная на основании рентгеноструктурных и некоторых других данных

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]

Негистоновые белки 238 3. Нуклеосома 238 4. Организация нуклеосомных фибрилл 242 -5. Конденсация хроматина 244 [c.353]

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]

Нуклеосомы являются основным регуляторным структурным элементом хроматина. Эти частицы проявляют высокую эволюционную консервативность и обнаруживаются в составе хроматина из лю- [c.238]

Нуклеосомы отсутствуют и в области потенциально активного промотора РНК-полимеразы II, даже когда транскрипция еще не началась. Так организована область вблизи начала транскрипции ранних генов ЗУ 40 (она же является областью начала репликации). Не обнаруживаются нуклеосомы и в регуляторных участках генов овальбумина кур, активных в клетках яйцевода, а также глобинов ых генов. [c.254]

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]

Рис. 124, Ход двойной спирали ДНК в нуклеосоме. (Любезно предоставлено Т. Ричмондом.) Толстая линия, идущая вокруг двойиоЛ спирали, схематически показывает ее форму хорошо видиы изломы> в участ ках / и 4

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]

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]

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

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]

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 иуклеосомная лесенка. [c.244]

Моно- и ОЛИ ногу клеосомы можно выделить, например, центрифугированием в градиенте сахарозы продуктов расщепления хроматина нуклеазой. Еще более тонкое фракционирование хро-матиновых частиц получают с помощью гель-электрофореза, при котором разделяются нуклеосомы с разной длиной линкера или различающиеся по белковому составу. [c.244]

При низкой ионной силе (менее 10 мМ Na l) хроматиновая фибрилла выглядит в электронном микроскопе как бусы нуклеосом, нанизанных на нитку (рис. 127). При повышении ионной силы нуклеосомы сближаются и образуют фибриллы толщиной 10 нм. ДНК в такой фибрилле навита на нуклеосомы в виде более или менее непрерывной спирали с периодом 80 п. о. [c.244]

Существует ряд моделей структуры 30-нм фибриллы хроматина. Согласно наиболее обоснованной модели, межнуклеосомная ДНК вместе с нуклеосомной ДНК образуют непрерывную левую суперспираль, в которой соседние нуклеосомы располагаются одна за другой (рис. 128). Согласно другой, зигзагообразной , модели, межнуклеосомная ДНК образует распрямленные участки, которые связывают соседние нуклеосомы. располагающиеся иным образом, чем в первой модели. В обеих моделях соленоидной структуры на 1ДИН виток соленоида приходится 6—7 нуклеосом. [c.245]

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]

П p пм e p 7. Вейсброд и Вайнтрауб описали способ выделения нуклеосом, участвующих в транскрипции, путем сорбции на агарозе с иммобилизованными негистоновыми белками хроматина HMG-14 и HMG-17. Основанием для разработки этого iмeтoдa послужили ранее опубликованные данные авторов о том, что указанные белки преимущественно связываются именно с активными нуклеосома-ми, повышая их чувствительность к обработке ДНКазой I. [c.440]

Белковое ядро нуклеосомы - октамерный комплекс Г., существующий в своб. виде только в р-рах с высокой ионной силой и представляющий собой клиновидный диск размером 7,0 X 7,0 X 5,6 нм с осью симметрии Сг- Основа октамера - прочный тетрамерный комплекс аргинин-богатых Г. [c.574]

НЗ—Н4>2, имеющий подковообразную форму. К ветвям подковы обратимо присоединены два димера умеренно лизин-богатых Г. (Н2А-Н2В). На пов-сть октамера навивается ДНК (ок. 160 пар остатков нуклеотидов), образующая два витка левой суперспирали. Г. группы HI присоединяется своей глобулярной частью к периферии нуклеосомы, фиксируя места выхода из нее ДНК, а также располагается иа межнуклеосомных участках ДНК. Этот же Г. с помощью длинных подвижных концевых сегментов осуществляет поперечные сшивки между нуклеосомами и ответствен за сворачивание их цепочки в структуры высшего порядка. [c.575]

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]

Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот (1990) -- [ c.9 , c.234 , c.242 , c.256 , c.257 ]

Молекулярная биология (1990) -- [ c.9 , c.234 , c.242 , c.256 , c.257 ]

Биофизика (1988) -- [ c.227 , c.294 , c.296 ]

Молекулярная биология клетки Том5 (1987) -- [ c.41 , c.162 , c.206 , c.207 , c.208 , c.209 , c.210 , c.211 , c.212 , c.225 ]

Основы биохимии Т 1,2,3 (1985) -- [ c.873 , c.875 , c.909 ]

Общая микробиология (1987) -- [ c.25 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.111 , c.112 , c.113 , c.114 , c.115 , c.116 ]

Биохимия человека Т.2 (1993) -- [ c.64 , c.65 , c.66 ]

Популяционная биология и эволюция (1982) -- [ c.91 ]

Биохимия человека Том 2 (1993) -- [ c.64 , c.65 , c.66 ]

Нейрохимия (1996) -- [ c.14 , c.15 ]

Биохимия мембран Эндоцитоз и экзоцитоз (1987) -- [ c.60 ]

Биофизическая химия Т.1 (1984) -- [ c.207 , c.212 , c.213 ]

Эволюция без отбора Автоэволюция формы и функции (1981) -- [ c.117 , c.118 , c.213 , c.276 ]

Эволюция без отбора (1981) -- [ c.117 , c.118 , c.213 , c.276 ]

Искусственные генетические системы Т.1 (2004) -- [ c.21 ]

Рост растений и дифференцировка (1984) -- [ c.450 , c.451 , c.463 ]

Молекулярная биология клетки Т.3 Изд.2 (1994) -- [ c.111 , c.112 , c.113 , c.114 , c.115 , c.116 ]

Биологическая химия (2004) -- [ c.49 , c.114 , c.115 ]

Биохимия Т.3 Изд.2 (1985) -- [ c.129 , c.130 , c.131 , c.132 , c.136 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология