Гистоны связь с ДНК

Методы выделения нуклеиновых кислот. При изучении химического состава и строения нуклеиновых кислот перед исследователем всегда стоит задача выделения их из биологических объектов. В главе 2 было указано, что нуклеиновые кислоты являются составной частью сложных белков — нуклеопротеинов, содержащихся во всех клетках животных, бактерий, вирусов, растений. Нуклеиновые кислоты обладают сильно выраженными кислыми свойствами (обусловлены остатками ортофосфорной кислоты в их составе) и при физиологических значениях pH несут отрицательный заряд. Этим объясняется одно из важных свойств нуклеиновых кислот—способность к взаимодействию по типу ионной связи с основными белками (гистонами), ионами металлов (преимущественно с М "), а также с полиаминами (спермин, спермидин) и путресцином. Поэтому для вьщеления нуклеиновых кислот из комплексов с белками необходимо прежде всего разрушить эти сильные и многочисленные электростатические связи между положительно заряженными молекулами белков и отрицательно заряженными молекулами нуклеиновых кислот. Для этого измельченный путем [c.96]

Взаимодействие ДНК с гистонами происходит главным образом путем образования ионных связей отрицательно заряженных фосфатов с паюжительно заряженными аминокислотными остатками гистонов. Поэто.му комплексы ДНК с гистонами легко диссоциируют при высокой концентрации соли, например в 1,5— 2 М аС1. В то же время центральные гидрофобные участки гистонов взаимодействуют между собой. [c.235]

Между молекулой ДНК и гистонами в составе эукариотической хромосомы формируются связи [c.552]

Во-вторых, со сложными структурны.ми перестройками хроматина связана репликация ДНК. Как будет обсуждаться ниже, в момент прохождения репликационной ви.- ки ДНК сбрасывает гистоны и почти сразу после этого нуклеосо.мы реконструируются на ДНК- Следовательно, должны существовать механиз.мы, которые обеспечивают транспорт новосингзированных гистонов из цитоплазмы в ядро и сборку нуклеосом на ДНК- [c.234]

Пепсин, катализирующий гидролиз пептидных связей, образованных остатками ароматических аминокислот, расщепляет практически все природные белки. Исключение составляют некоторые кератины, протамины, гистоны и мукопротеины. При их гидролизе образуются различного размера пептиды и, возможно, небольшое число свободных аминокислот. В желудочном соке детей грудного возраста, а также в секрете четвертого желудочка телят и других молодых жвачных животных содержится отличный от пепсина весьма активный фермент реннин. Он катализирует свертывание молока (превращение растворимого казеиногена в нерастворимый казеин). У взрослых людей эту функцию выполняет пепсин. Механизм этого процесса, несмотря на кажущуюся простоту, в деталях пока не выяснен. Предполагают, что реннин превращает растворимый казеиноген молока в параказеин, кальциевая соль которого нерастворима, и он выпадает в осадок. Интересно отметить, что после удаления ионов Са из молока образования осадка не происходит. Наличие активного реннина в желудочном соке детей грудного возраста имеет, по-видимому, важное физиологическое значение, поскольку при свертывании молока, являюще- [c.424]

Как известно, в дрожжах не наблюдается типичная картина митоза и нет метафазных хромосом (возможно, потому что у них очень маленькие хро.мосомы). По-видимому, с этим связано отсутствие гистона Н1 в дрожжах, несмотря на типичную нуклеосомную структуру хроматина. [c.248]

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]

Протамины — положительно заряженные ядерные белки с молекулярной массой 10—12 kDa. Так же как и гистоны, они принимают участие в регуляции генной активности. Они примерно на 80% состоят из щелочных аминокислот, что дает им возможность взаимодействовать с нуклеиновыми кислотами посредством ионных связей. [c.48]

При обработке нуклеазами хроматин быстро расщепляется на фрагменты, состоящие из 205 15 пар оснований, и более медленно — на фрагменты, состоящие из 170 пар оснований. Этот результат в сочетании с приведенными выше данными позволил предположить существование структуры, в которой фрагмент ДНК, состоящий из 200 пар оснований, обмотан вокруг гистонового октамера таким образом, что двухцепочечная нить ДНК длиной 68 нм упаковывается в одной "у-ча-стице размером порядка 10 нм. Соседние у-частицы связаны друг с другом очень короткими участками ДНК. Было высказано предположение, что обычная двойная спираль ДНК, поворачиваясь вокруг гистонов в у-частице, может претерпевать резкие изломы через каждые 20 пар-оснований [297], причем при каждом таком изломе спираль будет раскручиваться на 15—20°. Гистон Н1, присутствующий в меньшем количестве, чем другие гистоны, может играть роль агента, способствующего образованию поперечных связей в хроматине (рис. 15-35). Согласно другим данным [296а], на каждую у-частицу приходится один отрицательный виток суперс пирали. Если это так, то число у-частиц на рис [c.302]

В эукариотических клетках с ДНК кроме гистонов связано множество других белков. Некоторые из них, влияя на способность ДНК взаимодействовать с разнообразными молекулами, изменяют набор экспрессирующихся генов, отличающий один тип специализированных клеток от другого. [c.40]

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]

Разрушенный вирус полиомы (слева) и белок капси-да вируса полиомы (справа) обрабатывали ДСН и меркаптоэтаполом, после чего раздельно анализировали методом электрофореза в полиакриламидном геле, содержащем ДСН. Для обнаружения белков гели окрашивали. Зоны, идентифицированные как гистоны (две верхние зоны), обнаружены только в целом вирусе. Поскольку вирус содержит Р 1К, этот факт использован для доказательства того, что клеточные гистоны связаны с вирусной РНК. (Любезно предоставил Вильям Мураками.) [c.231]

Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками. Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

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]

Помимо гистонов ядра содержат большое количество разнообразных негистоновых белков. Далеко не все они связаны в ядре е ДНК или с нуклеогистоновой фибриллой, Л ногие из них входят в состав рибонуклеопротеидов (РНП), которыми богаты тран-скрипционно активные ядра. Кроме того, в ядре находятся ферменты, непосредственно связанные с функционированием гено.маг РНК-полимеразы I, II и III ДНК-полимеразы топоизомеразы 1 и II. [c.238]

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]

М Na2HP04. Если ДНК с помощью 1 М Na2HP04 элюировали после второй из упомянутых промывок оксиапатита, то она выходила в комплексе с прочно связанными с ней НБХ. Интересно, что аминокислотный состав этих НБХ необычен для основной пх массы остатки кислых аминокислот преобладают над остатками основных. Значит, прочная связь этой фракции НБХ с ДНК носит неионный характер (поэтому их не снимает 3 М Na l). Предполагалось, что такие белки связаны в малой канавке ДНК, свободной от гистонов. Число их невелико — электрофорез выявляет шесть главных белков с молекулярными массами 22, 28, 32, 56, 66 и 71 тыс. Дальтон. [c.236]

Приведенный перечень наиболее часто употребляемых продажных лигандов с групповой специфичностью, которые нам казалось необходимым хотя бы вкратце охарактеризовать, далеко не исчерпывает всего пх многообразия. Сюда не вошли, например, аминокислоты, различные сахара и амииосахара, производные холевой кислоты, спермин, протамнн, гистон, биотин и авидин, ингибиторы трипсина, апротинин, желатин и др. В этот перечень не были включены и тпо-ловые сорбенты для ковалентной хроматографии, в которой используется образование временных связей между лигандом и веш,е-ством. Такие сорбенты будут рассмотрены отдельно. [c.375]

П. являются, напр., комплексы ДНК, белков-гистонов с ДНК, комплексы синтетич. линейных полюлектролитов с белками и с мицеллярными ПАВ. П. используют как структурообразователи дисперсных систем, в т. ч. для грунтов и почв, эффективные ср-ва для борьбы с водной и ветровой эрозией почв, как полимерные биосовместимые материалы в медицине, а также как носители ферментов и при создании диагностич. систем в биологии и биотехнологии. Многие П.-комплексообразующие в-ва, в связи с чем они м.б. использованы для извлечения и концентрирования ионов переходных металлов из разб. водных р-ров. [c.14]

У эукариот ДНК сосредогочена в четко организованном ядре, а также в митохондриях и хлоропласта X. Ядерная ДНК соединена с основными белками (гистонами) нековалентными связями. Комплекс ДНК с белками называется хроматином и представляет основу генетического материала хромосом. [c.43]

Хорошим примером дискретной системы, которую можно выделить и которая содержит тесно ассоциированные друг с другом белки и нуклеиновые кислоты, является вирус. Вирус простейшего типа состоит из РНК или ДНК, одно- либо двухцепочечной, окруженной белковой оболочкой, состоящей из идентичных или различных субъединиц, организованных в симметричную структуру. В более сложных типах вирусов имеется также внешний слой, состоящий из липидов и гликопротеинов. Между нуклеиновой кислотой и белком (белками) оболочки существует тесная взаимосвязь, генетическая информация для биосинтеза этого белка закодирована в нуклеиновой кислоте, и в то же время белок предохраняет нуклеиновую кислоту от действия нуклеаз клетки-хозяина. Еще более тесная физическая связь имеет место между белковыми субъединицами. Такая связь была продемонстрирована в результате разрушения вируса табачной мозаики, за которым следовала спонтанная самосборка белка в отсутствие нуклеиновой кислоты. Пустая оболочка, или капсида, была, однако, менее стабильна, чем содержавшие нуклеиновую кислоту реконструированные вирусные частицы. Этот результат указывает, что взаимодействия белок-ну-клеиновая кислота играют важную, хотя, вероятно, не столь значительную роль, по сравнению с белок-белковыми взаимодействиями. Вирусы, таким образом, как бы образуют смысловой мостик между предыдущим разделом и рассматриваемым ниже взаимодействием гистонов с нуклеиновыми кислотами. [c.567]

Механизмы, лежащие в основе этой регуляции, пока неизвестны. Для их объяснения существует ряд гипотез. Предполагают, что контроль осуществляется на уровне транскрипции по аналогии с индукцией ферментов у бактерий и что в этом случае в клетках животных должны функционировать аналогичные репрессоры. С молекулой ДНК у эукариот связаны гистоны, поэтому считается, что именно эти белки выполняют роль репрессоров. Прямых доказательств их роли в качестве репрессоров не получено, хотя, как было показано, в клетках эукариот открыт класс регуляторных белков процесса транскрипции. Высказано предположение, что в ядре синтезируется высокомолекулярная молекула мРНК, содержащая информацию для синтеза широкого разнообразия белков, но в цитоплазму попадает только небольшая часть зрелой мРНК, а основная часть ее распадается. Неясны, однако, биологический смысл и назначение этого механизма избирательного распада и соответственно траты огромной массы молекулы мРНК. [c.540]

В ходе развития клетки конформации гистонов и НГБ и их ДНК-комплексов изменяются и геном испытывает функциональные изменения, становясь более или менее доступным действию регуляторных белков цитоплазмы. На гигантских хромосомах двукрылых насекомых на определенной стадии развития появляются пуффы — вздутые участки, являющиеся локусами наиболее интенсивного синтеза РНК. В этих участках происходят химические и конформационные изменения гистонов, что и обеспечивает изменение функциональности соответствующих генов. Но-видимому, в пуффах гистоны слабее связаны с ДНК, они более доступны действию протеаз и легче отделяются. Соответственно в пуффах гистоны не мешают работе РНК-полимеразы. В нормальных условиях гистоны препятствуют транскрипции. [c.296]

Плазматические мембраны нейронов и мембраны некоторых не нейрональных клеток содержат специфические рецепторы (рецепторы ЫОР), которые связывают N0 вначале с низким, а затем с высоким сродством. Было показано, что рецепторы с высоким сродством образуют кластеры и вместе со связанным ЫОР попадают в клетку при эндоцитозе и транспортируются внутри клетки частично к лизосомам (где происходит их деградация), частично к ядру. При их поглощении нервным окончанием рецептор и ЫОР переносятся путем ретроградного аксонального транспорта. Подобные процессы могут происходить и при других типах гормональной регуляции и поэтому КОР служит своеобразной моделью гормонов и факторов роста. Механизм действия ЫОР в клетке не изучен. В ответ на действие ЫОР наблюдалось фосфорилирование белка и поэтому было постулировано участие в этом процессе сАМР-зависимой протеинкиназы. Идентифицировано несколько субстратов КОР-активированного фосфорилирования (среди них тирозингидроксилаза, рибосомальный белок 56, гистоны Н1 и НЗ и не-гистонные ядерные белки), но не показана связь между этими процессами и физиологической функцией МОР. [c.326]

Н1, Н2, НЗ, Н4, Н5), различающихся по содержанию (%) основных аминокислот, обусловливающему их физико-химические свойства (электрофоретическую подвижность, ИЭТ и др.). Гистоны являются эволюционно консервативными белками. Степень гомологии аминокислотных последовательностей гистонов Н2, НЗ, Н4, Н5 у разных видов животных, растений и грибов достаточно высока. Эти гистоны попарно образуют октамеры (белковые коры дисковидной формы, которые оплетаются молекулой ДНК). Участок ДНК, спирально оплетающий октаметр, содержит в среднем 145—150 нуклеотидных пар и формирует примерно 1,75 витка левой спирали. Свободные от контакта с белковыми корами участки ДНК называют линкерными (или связующими). Их длина варьирует в за- [c.182]

Генетический аппарат в клетках эукариот организован в форме нескольких линейных хромосом, в которых ДНК прочно связана с белками-гистонами, обеспечивающими упаковку и упорядочение ДНК в виде структурных единиц—н уклеосом (учитывая при этом "код упаковки хроматина" и экстраполируя его на клетки большинства эукариот) Так, в гаплоидной клетке Sa haromy es erevisiae содержится 17 хромосом, в каждой из которых детектировано 1000 кЬ и, следовательно, число генов могло бы достигать в такой клетке 11 ООО, для 23 хромосом в гаплоидной клетке человека, где в одной хромосоме содержится 125 ООО кЬ, число генов должно бы возрасти до 2 млн Предположительно близкое число генов могло бы оказаться в гаплоидных клетках кукурузы, где имеется 10 хромосом, в клетках кролика с 22 хромосомами, или мыши с 20 хромосомами Однако, в хромосомах эукариотических организмов содержится генов меньше, чем некодирующих участков (спейсеров, или разделителей), и также имеется масса сходных между собой фрагментов ДНК, повторяющихся десятки-сотни тысяч раз Вот почему, например, у человека лишь [c.176]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология