Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Структура и химия хроматина



 

Для выделения хроматина используют его свойство переходить в растворенное состояние при экстракции водными растворами с низкой ионной силой.

Белки-гистоны составляют от 40 до 80% всех белков, входящих в состав выделенного хроматина ( остальное – мембранные компоненты, РНК, углеводы, липиды, гликопротеиды)

В структурном отношении хроматин (нуклеогистон) представляет собой нитчатые комплексные молекулы дезоксирибонуклеопротеида (ДНП), которые состоят из ДНК, ассоциированной с гистонами.

Толщина нитчатых фибрилл ДНП: 10-30 нм

Молекулярная масса ДНК хроматина: 7-9*10^6

Концентрация ДНК в интерфазном ядре: до 100 мг/мл.

В среднем на интерфазное ядро приходится около 2 м ДНК, которая локализуется в сферическом ядре со средним диаметром около 10 мкм. Это означает, что такая огромная масса ДНК должна быть уложена с коэффициентом упаковки 1*10^3 – 1*10^4

Гистоны:

 

Эукариотические клетки содержат всего 5-7 типов молекул гистонов.

Взаимодействие гистонов с ДНК происходит за счёт солевых или ионных связей и неспецифично в отношении состава и последовательности нуклеотидов в ДНК.

Основные свойства гистонов:

1) Это щелочные белки, свойства которых определяются относительно высоким модержанием таких основных аминокислот, как лизин и аргинин (обуславливаются наличием положительных зарядов на аминогруппах лизина и аргинина)

2) Относительно небольшая молекулярная масса.

 

Гистоны H3 и H4 относят к аргининбогатым, H2A и H2B относят к белкам, умеренно обогащенным лизином. Гистоны H1 обогащены лизином.

У гистона H1 наиболее вариабельным является N-конец, осуществляющий связь с другими гистонами, а С-конец, богатый лизином, взаимодействует с ДНК.

Гистоны синтезируются в цитоплазме, транспортируются в ядро и связываются с ДНК во время её репликации в S-периоде, т.е синтезы гистонов и ДНК синхронизированны.

Уровни компактизации ДНК:

 

1) Нуклеосомный

2) Нуклеомерный

3) Хромомерный

4) Хромонемный

5) Хроматидный

 

1) Укладка гистонами.

 

Типы гистонов: H1, H2A, H2B, H3, H4.

Гистоны заряжены положительно, хорошо взаимодействуют с отрицательно заряженной ДНК.

Гистон Н1 отделяется в растворе 0,6М NaCl. Все гистоны отделяются в 2М растворе.

N-конец гистона взаимодействует с другими гистонами, он вариабелен. С-конец консервативен и взаимодействует с ДНК.

Самые консервативные гистоны - Н3 и Н4.

Нуклеосома – дискретная частица хроматина. На весь гаплоидный геном человека приходится 1,5 * 10^7 нуклеосом.

Коэффициент укладки с гистонами К=7, ДНК укорачивается в 7 раз.

Одна обмотка = 146 пар нуклеотидов. Между нуклеосомами (линкер) 54 пары нуклеотидов. Период равен 200 нуклеотидов.

Укладка почти двух витков ДНК по периферии сердцевины нуклеосомы происходит, как считается, за счёт взаимодействия положительно заряженных аминокислотных остатков на пов-ти октаметра гистонов с фосфатами ДНК.

Ключевыми в построении нуклеосом оказались гистоны H3 и H4 (см рисунок в тетради!!!)

В момент синтеза ДНК уже существует пул минтезированных гистонов всех классов, готовых войти в состав нуклеосом. Гистоновые гены, относящиеся к фракции умеренно повторяющихся последовательностей ДНК, представлены в виде множественных копий для каждого гистона. Они активируются вместе с началом синтеза ДНК, поэтому по мере продвижения репликационной вилки новые участки ДНК могут сразу взаимодействовать с новосинтезированными гистонами.

Новосинтезированные гистоны и старые гистоны в составе предшествующих нуклеосом не смешиваются при образовании нуклеосом во время репликации ДНК. Вместо этого октаметры гистонов, присутствующие до репликации, остаются интактными и переходят на дочерний дуплекс ДНК, в то время, как новые гистоны собираются в совершенно новые кор-частицы на свободных от нуклеосом участках ДНК.

 

2) Фибрилла ( 30нм )

 

Соленоидный тип укладки: Спираль, зигзагообразная укладка (один виток – 6 нуклеосом). Считается, что гистон Н1 обеспечивает взаимодействие между соседними нуклеосомами, не только сближая и связывая их, но и способствуя образованию кооперативной связи между соседними нуклеосомами, благодаря чему образуется плотная спираль. (плотность упаковки – 40)

Показано, что фибрилла хроматина диаметром 30 нм. может обратимо менять свой диаметр: становиться фибриллой толщиной 10 нм, если препараты хроматина перевести в деионизированную воду.

 

Второй тип укладки: 25-30 нм нуклеомеры, глобулярная укладка. 40кратное уплотнение ДНК.

Укладка почти двух витков ДНК по периферии сердцевины нуклеосомы

Модель нерегулярного соленоида: число нуклеосом на виток спирали не является строго постоянной величиной, что может привести к чередованию участков с большим или меньшим числом нуклеосом на виток.

3) Хромомеры ( 60-80 нм )

 

Петлевая модель укладки. Средний размер петель – 60 т.п.н.

Кол-во петель в розетке – 15-80.

Основание петель закреплено внутри ядра, на участках негистоновых белков.

4) Хромонема ( 100 нм )

 

У растений можно увидеть в интерфазных ядрах, у животных - в телофазе, в процессе деконденсации.

5) Хроматида.

 

 

Также в ядре присутствуют негистоновые белки:

 

1) SIR (silent information regulator)

 

белки, взаимодействующие с гетерохроматином, модифицируют N-конец гистонов, инактивация хроматина.

 

2) H3-CENPA (centromer protein)

 

локализован в центре, конститутивный гетерохроматин, стабильная инактивация.

 

3) HP1 ( heterochromatin protein 1)

4) HP1+H3+метилтрансфераза+деацетилаза (удаление ацетильных групп) = подавление транскрипции.

 

5) В области кинетохоры наблюдается структурное образование - корона. Оно содержит много белков, функции большинства из них неизвестны.

 

6) Белки HMG («белки Джонса») – High Mobility Group

 

Основные HMG-белки: HMG-1, HMG-2, HMG-14, HMG-17. Являются регуляторами транскрипции.

 

Модели строения хромосом:

 

1) Модель спутанных нитей

2) Хаотическая модель

3) Петлевая модель

4) Соленоидная модель

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.