Histones - มัน ... บทบาทของ histones ในดีเอ็นเอ

นิวคลีอิกกรดดีเอ็นเอรวมอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอขอบคุณบรรจุขนาดกะทัดรัดโครงสร้างพิเศษ ในเซลล์เยื่อพวกเขาสวมใส่ชื่อพิเศษ - histones มันเป็นเปปไทด์ที่แสดงคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐาน โครงสร้างและหน้าที่ดำเนินการในมือถือของพวกเขาจะได้รับการกล่าวถึงในบทความนี้

ดีเอ็นเอจะจัดในนิวเคลียส

เพื่อที่จะ "บีบ" ห่วงโซ่ Polynucleotide ยาวของดีเอ็นเอใน Microspace นิวเคลียสของเซลล์ นั้นมีความแปลกประหลาด "คอยล์" - โปรตีน histones พวกเขาจะเส้นด้ายเกลียวคู่เป็นแผล ดีเอ็นเอ โครงสร้างนี้ตั้งอยู่ใน karyoplasm เรียกว่า nucleosome การศึกษาทางชีวเคมีเปิดเผยโปรตีนฮีสโตนที่จัดในการปรับเปลี่ยนหลาย: สโตน H1 / H5, H2A, H2B, H3, H4 เปปไทด์เป็นครั้งแรกของรายการนี้จะเรียกว่าเป็นลิงเกอร์, วัวอื่น ๆ เหล่านี้โปรตีนฮีสโตนรูปแบบ nucleosome

คุณสมบัติของโครงสร้างของเปปไทด์ nucleosome

การวิเคราะห์ทางเคมีที่ยอมรับความเป็นจริงของเนื้อหาที่มากเกินไปในโมเลกุลหลักสโตนกรดอะมิโนเช่นไลซีนและอาร์จินี ครั้งแรกเป็นสิ่งจำเป็นและอื่น ๆ ที่ใช้แทนกันได้บางส่วนและมีอยู่ในแทบทุกเปปไทด์ โปรตีนฮีสโตนสะสมประจุบวกส่วนเกินบนกรดอะมิโน พวกเขาต่อต้านประจุลบของจำนวน PO ₄ ^3- แอนไอออน, รวมอยู่ในดีเอ็นเอ คุณสมบัติของโครงสร้างของโปรตีนเหล่านี้ก็อยู่ในความจริงที่ว่ามันเป็นเกือบจะเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในราชอาณาจักรของพืชสัตว์และเชื้อรา

ตั้งแต่ histones - โปรตีนเป็นหลักที่พวกเขาจะเนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการที่เกิดขึ้นใน karyoplasm ตัวอย่างที่สำคัญที่สุดที่จะเปปไทด์กระบวนการถอดความ H1 - โปรตีนฮีสโตนรักษา nucleosomes เป็นส่วนหนึ่งของโครมาติในระเบียบหลักที่มีขนาดกะทัดรัด นอกจากนี้ในกรณีของความเสียหายของดีเอ็นเอตำแหน่งที่เรียกว่าหลักโมเลกุลของเปปไทด์ที่แตกต่างมีส่วนร่วมในการซ่อมแซมชิ้นส่วนเหล่านี้

เปปไทด์หลัก

พวกเขากำหนดโครงสร้างของ nucleosome ซึ่งประกอบด้วยสี่ประเภทของโมเลกุลที่เรียกว่า H2A, H2B และ H3 และ H4 nucleosomes เป็นสองประเภทของแต่ละโมเลกุลโครงสร้างดังกล่าวจะเรียกว่า octamer โมเลกุลของโปรตีนหลักดีเอ็นเอและรูปแบบระหว่างพวกเขาไม่ชอบน้ำไฮโดรเจนและพันธะโควาเลน โปรตีน histones อยู่ที่หลักของ nucleosome ที่ พวกเขายังมีที่ไม่มีโครงสร้าง NC-หาง ชิ้นส่วนเหล่านี้ประกอบด้วย 15-30 กรดอะมิโนและมีส่วนร่วมในกระบวนการ epigenetic ที่ควบคุมการแสดงออกของยีน histones แกนกลาง nucleosomes มีส่วนน้ำหนักโมเลกุลขนาดเล็กในพื้นที่ของพวกเขาแตกต่างจากส่วนหางมีเกาะเล็กเกาะน้อยโมโนเมอร์ไม่ชอบน้ำโปรตีน valine, โพรลีน, Lezina methionine

งานวิจัยล่าสุดในสาขาชีวเคมีได้นำไปสู่สมมติฐานของรหัสที่สโตน ในทางตรงกันข้ามกับรหัสพันธุกรรมที่เป็นสากลสำหรับทุกรูปแบบของเซลล์มีชีวิตบนโลกรหัสสโตนเป็นตัวแปร คำนี้หมายถึงการปรับเปลี่ยนส่วนหางของเปปไทด์ที่เกิดจากปฏิกิริยา acetylation ที่ methylation, phosphorylation ทุกกระบวนการทางเคมีเหล่านี้เกิดขึ้นในการปรากฏตัวของเอนไซม์เชิงซ้อน เนื่องจากกระบวนการทางชีวเคมีดังกล่าว histones หลักปรับเปลี่ยนและการปรับตัวใช้เวลาสถานที่การแสดงออกของยีนที่ควบคุมการ intranuclear ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับดีเอ็นเอซ่อมแซมถอดความการจำลองแบบ ตัวเองภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงรหัสโครมาติสโตนผ่านการเปลี่ยนแปลงคือการเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์ใน nucleosome (การผนึกมันหรือในทางที่เลวร้าย)

โปรตีนลิงเกอร์

สโตน H1 ที่อยู่ในโครมาเชื่อมต่อกับส่วนด้านนอกของ nucleosome และยังคงมีสิ่งปลูกดีเอ็นเอ supercoil ตรึงมันเกิดขึ้นที่สถานที่ตั้ง tetramer ประกอบด้วยสองโมเลกุลของเปปไทด์และ H3 H4 สองโมเลกุล ตัวแทนของชั้นและชั้นของนกสัตว์เลื้อยคลานในเซลล์เม็ดเลือดแดงแทนของโปรตีนลิงเกอร์สโตน H1 พบ H5 อื่น

เปปไทด์ H1 ประกอบด้วย HMJB โดเมน - ส่วนโครงสร้างที่มีประมาณ 80 กรดอะมิโน เขาเป็นจริงเหมือนกันในชีวิตมากที่สุดรวมทั้งพืชสัตว์และมนุษย์ โดเมนนี้ไม่อยู่ภายใต้การปรับเปลี่ยนและเป็นอนุรักษ์นิยม เปปไทด์ N1 มีสองรูปแบบของการกำหนดค่าเชิงพื้นที่กเม็ดยุบและกางออก - ในรูปแบบในระดับอุดมศึกษา หลังเกิดขึ้นเมื่อการสื่อสารล้มเหลวภูมิภาค c- ขั้วของสโตนไปยังโดเมนดีเอ็นเอที่มีผลผูกพัน เปปไทด์ลิงเกอร์มีส่วนร่วมในการคัดลอกข้อมูลจากยีนโมเลกุล mRNA, ตัวเองเป็นสองเท่าของกระบวนการดีเอ็นเอเช่นเดียวกับในการซ่อมแซมความเสียหายตำแหน่งของตน นี่คือบทบาททางชีวภาพของ histones ในดีเอ็นเอ

ในฐานะที่เป็นโปรตีนในรูปแบบ octamer

ซึ่งแตกต่างจากเปปไทด์ H1, ประเภทอื่น ๆ histones เรียกว่าวัวโดดเด่นด้วยความเหนียวเพียงพอที่จะในรูปแบบรูปแบบที่แตกต่าง ยกตัวอย่างเช่น H2A มีจำนวนมากที่สุดของการปรับเปลี่ยน: H2AZH2AX MACROH2A พวกเขาแตกต่างจากคนอื่น ๆ :

• ลำดับกรดอะมิโนที่ C-ขั้ว
• สถานที่ในจีโนม

ยกตัวอย่างเช่นสโตนตัวแปร H2ABbd เชื่อมโยงกับโครมาซึ่งในการถอดรหัสดีเอ็นเอเกิดขึ้น MACROH2A เปปไทด์ที่อยู่ในโครโมโซมระหว่างเฟส การศึกษาของเซลล์ก็พบว่าในรูปแบบที่แตกต่างจากสโตน H4 ได้รับการระบุ แต่ก็สามารถก่อให้เกิดจำนวนมากของพันธะโควาเลนกับโปรตีนชนิดอื่น ๆ ที่เป็นของ nucleosomes octamer ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า histones - เป็นกลุ่มพิเศษของโปรตีนที่เป็นจริงส่วนหนึ่งของโครมาติในรูปแบบมือถือทั้งหมดของชีวิต

วิธีการจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับ histones ในจีโนม

มันสามารถจะแย้งว่าวัวและตัวแปรลิงเกอร์สโตนเข้ารหัสในกลุ่มยีนที่แสดงออกในขั้นตอนการสังเคราะห์ของ วงจรชีวิตของเซลล์ ตัวอย่างเช่นสำหรับมนุษย์กลุ่มลักษณะทางพันธุกรรมที่เรียกว่า HIST1 ประกอบด้วย 35 ยีนที่อยู่ในหกคู่โครโมโซมร่างกาย คลัสเตอร์ HIST2 ประกอบด้วยหกยีน histones และสถานที่ตั้งของโครโมโซมคู่แรก นอกจากนี้ยังมี HIST3 สถานทีประกอบไปด้วยสามยีน ในคู่ที่สิบสองเป็นหนึ่งในยีนเข้ารหัส H4 สโตน ที่น่าสนใจยีนโปรตีนหลักมี introns และยีนของ histones ตัวแปรในทางที่มีพวกเขาและมีการกระจายอยู่ทั่วทั้งจีโนม

เพื่อสรุปเราได้เห็นว่า histones - การโปรตีนที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการวางเส้นของดีเอ็นเอในนิวเคลียส แต่ยังอยู่ในกระบวนการของการควบคุมการซ่อมแซมและการถอดรหัสจะเกิดขึ้นในนั้น