Histon - ia ... Peranan histones dalam DNA

Nukleik asid DNA termasuk dalam nukleus sel eukariot, terima kasih dibungkus padat untuk struktur khas. Dalam sitologi mereka memakai nama khas - histon. Ia adalah peptida yang memaparkan sifat-sifat kimia asas. struktur dan fungsi yang dilaksanakan di dalam sel mereka, akan dibincangkan dalam artikel ini.

DNA dianjurkan dalam nukleus

Dalam usaha untuk "memerah" rantaian polynucleotide panjang DNA dalam microspace nukleus sel di dalamnya adalah pelik "gegelung" - protein, histon. Mereka benang dua terkandas luka asid deoksiribonukleik. struktur ini, bertempat di karyoplasm dipanggil nucleosome a. kajian biokimia mendedahkan bahawa protein histone dianjurkan di beberapa pengubahsuaian: H1 histone / H5, H2A, H2B, H3, H4. Peptida pertama senarai ini dipanggil pemaut, lembu lain. Ini protein histone Borang nucleosome.

Ciri-ciri struktur peptida nucleosome

analisis kimia ditubuhkan hakikat kandungan berlebihan dalam molekul histone teras asid amino seperti lisin dan arginina. Yang pertama adalah penting dan yang lain sebahagiannya ditukar ganti dan hadir dalam hampir semua peptida. protein histone mengumpul cas positif berlebihan pada sisa-sisa asid amino. Mereka meneutralkan cas negatif daripada jumlah PO ₄ ^3- anion, termasuk dalam DNA. Satu lagi ciri struktur protein ini terletak pada hakikat bahawa ia adalah hampir sama dalam organisma yang dipunyai oleh Kerajaan tumbuh-tumbuhan, haiwan dan kulat.

Sejak histones - protein adalah teras, mereka adalah disebabkan oleh struktur, boleh mengambil bahagian dalam proses yang berlaku dalam karyoplasm. Sebagai contoh, yang paling penting kepada transkripsi proses H1 peptida - protein histone mengekalkan nucleosomes adalah sebahagian daripada chromatin secara teratur, teras padat. Juga, dalam kes lokus kerosakan DNA, yang dipanggil teras molekul peptida varian terlibat dalam pembaikan bahagian-bahagian ini.

peptida teras

Mereka menentukan struktur nucleosome, yang terdiri daripada empat jenis molekul dipanggil H2A, H2B dan H3 dan H4. The nucleosomes adalah dua daripada setiap jenis molekul, seperti struktur yang dipanggil octamer. Molekul protein teras deoksiribonukleik dan bentuk antara mereka hidrofobik, hidrogen dan ikatan kovalen. Protein, histones adalah teras nucleosome itu. mereka juga mengandungi tidak berstruktur NC-ekor. Bahagian-bahagian ini terdiri daripada 15-30 residu asid amino dan terlibat dalam proses epigenetik yang mengawal gen. histones teras pusat nucleosomes bahagian mempunyai berat molekul yang kecil, di kawasan mereka, tidak seperti bahagian ekor pulau-pulau kecil yang terkandung monomer hidrofobik valine protein, proline, Lezina methionine.

Penyelidikan terkini dalam bidang biokimia telah membawa kepada hipotesis kod histone yang. Berbeza dengan kod genetik adalah universal untuk semua bentuk kehidupan selular di Bumi, kod histone adalah berubah-ubah. Istilah ini bermakna mengubah suai bahagian ekor peptida yang terhasil daripada tindak balas asetik, metilasi, phosphorylation. Semua proses kimia ini berlaku di hadapan kompleks multienzyme. Oleh kerana proses biokimia itu, histones teras mengubah suai dan pelarasan berlaku ungkapan gen yang mengawal tindak balas intranuclear melibatkan DNA: pembaikan, transkripsi, replikasi. Dirinya di bawah pengaruh kromatin perubahan kod histone menjalani pembentukan semula, iaitu menukar pembungkusan dalam nucleosome yang (anjing laut atau, sebaliknya, melonggarkan).

protein pemaut

Histone H1 merupakan chromatin, disambungkan kepada bahagian luar nucleosome dan mengekalkan atasnya supercoil asid deoksiribonukleik. penetapan Its berlaku pada tetramer lokasi yang terdiri daripada dua molekul peptida H3 dan H4 dua molekul. Wakil-wakil kelas dan kelas burung reptilia dalam sel-sel darah merah dan bukannya histone H1 pemaut protein yang terdapat H5 lain.

peptida H1 terdiri HMJB-domain - sebahagian struktur, dengan sisa-sisa asid kira-kira 80 amino. Beliau adalah hampir sama dalam kebanyakan organisma, termasuk tumbuh-tumbuhan, haiwan dan manusia. Domain ini tidak tertakluk kepada pengubahsuaian dan konservatif. Peptide N1 mempunyai dua bentuk konfigurasi spatial: a globul runtuh dan terbentang - dalam bentuk pengajian tinggi. Yang terakhir ini berlaku apabila komunikasi gagal kawasan C-terminal histone untuk domain DNA mengikat. The pemaut peptida terlibat secara aktif dalam penyalinan maklumat daripada gen kepada molekul mRNA, satu proses DNA diri dua kali ganda, dan juga dalam pembaikan rosak loci itu. Ini adalah peranan biologi histones dalam DNA.

Protein membentuk octamer

Tidak seperti peptida H1, lain-lain jenis histones dipanggil lembu, ciri-ciri kemuluran yang mencukupi untuk membentuk satu bentuk varian. Sebagai contoh, H2A mempunyai bilangan tertinggi pengubahsuaian: H2AZH2AX MACROH2A. Mereka berbeza antara satu sama lain:

• C-terminal urutan asid amino.
• Lokasi dalam genom.

Sebagai contoh, histone varian H2ABbd saling berkaitan dengan chromatin di mana transkripsi DNA berlaku. MACROH2A peptide adalah dalam kromosom interfasa. kajian sitologi didapati bahawa bentuk varian histone H4 telah dikenal pasti, tetapi ia boleh membentuk sebilangan besar ikatan kovalen dengan protein lain kepunyaan nucleosomes octamer. Oleh itu, ahli-ahli sains percaya bahawa histones - kumpulan khas protein yang boleh dikatakan sebahagian daripada chromatin segala bentuk sel hidup.

Bagaimana untuk menyimpan maklumat mengenai histones dalam genom

Ia boleh dikatakan bahawa lembu dan varian pemaut histone dikodkan dalam kelompok gen dinyatakan dalam fasa sintetik daripada kitaran hidup sel. Sebagai contoh, untuk kumpulan sifat-sifat keturunan manusia dipanggil HIST1 ia terdiri daripada 35 gen yang terletak dalam pasangan kromosom somatik keenam. HIST2 kelompok terdiri daripada enam gen pengekodan histones, dan lokasi kromosom pasangan pertama. Ia juga mengandungi HIST3 locus, yang terdiri daripada tiga gen. Dalam pasangan yang kedua belas adalah satu gen pengekodan H4 histone. Menariknya, gen protein teras mempunyai intron, dan gen histones varian, sebaliknya, mengandungi mereka dan bertaburan di seluruh genom.

Ringkasnya, kita telah melihat bahawa histones - protein yang terlibat dalam meletakkan helai DNA dalam nukleus, tetapi juga dalam proses peraturan, pembaikan dan transkripsi dilakukan di dalamnya.