Οι ιστόνες - αυτό ... Ο ρόλος των ιστονών στο DNA

Νουκλεϊνικό οξύ DNA που περιλαμβάνεται στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων, συμπαγής συσκευασμένα χάρη σε ειδικές κατασκευές. Στην κυτταρολογική εξέταση φορούν ένα ειδικό όνομα - ιστόνες. Είναι ένα πεπτίδιο που εμφανίζει τις βασικές χημικές ιδιότητες. δομή και τις λειτουργίες που εκτελούνται στο κύτταρο τους, θα συζητηθεί σε αυτό το άρθρο.

DNA οργανώνεται στον πυρήνα

Για να «αποσπάσουν» μακρά αλυσίδα πολυνουκλεοτιδίου του DNA σε microspace κυτταρικού πυρήνα εκεί μέσα είναι ιδιόμορφη «πηνίο» - πρωτεΐνες, ιστόνες. Είναι δίκλωνο νήμα τυλίγεται δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Η δομή αυτή, που βρίσκεται στην karyoplasm ονομάζεται νουκλεοσώματος. Βιοχημικές μελέτες αποκάλυψαν ότι πρωτεΐνη ιστόνης οργανώνονται σε αρκετές τροποποιήσεις: ιστόνης Η1 / Η5, Η2Α, Η2Β, Η3, Η4. Το πρώτο πεπτίδιο αυτής της λίστας ονομάζεται σύνδεσης, οι άλλες αγελάδες. Αυτές οι πρωτεΐνες ιστόνης σχηματίζουν νουκλεοσώματος.

Χαρακτηριστικά της δομής του νουκλεοσώματος πεπτιδίων

Χημική ανάλυση εγκατεστημένο το γεγονός της υπερβολικής περιεκτικότητας στα μόρια πυρήνα ιστόνης των αμινοξέων όπως λυσίνη και αργινίνη. Το πρώτο είναι απαραίτητο και το άλλο μερικώς εναλλάξιμα και είναι παρούσα σε σχεδόν όλα τα πεπτίδια. πρωτεΐνες ιστόνης συσσωρεύουν περίσσεια θετικού φορτίου στα κατάλοιπα αμινοξέων. Μπορούν εξουδετέρωση των αρνητικών φορτίων των συνολικών PO ₄ ^3- ανιόντα, που περιλαμβάνεται στο DNA. Ένα άλλο χαρακτηριστικό της δομής των πρωτεϊνών αυτών έγκειται στο γεγονός ότι είναι σχεδόν πανομοιότυπη σε οργανισμούς που ανήκουν στο βασίλειο των φυτών, των ζώων και των μυκήτων.

Από ιστόνες - πρωτεϊνών είναι ο πυρήνας, είναι λόγω της δομής του, μπορεί να συμμετέχει στις διεργασίες που συμβαίνουν σε karyoplasm. Για παράδειγμα, το πιο σημαντικό για την μεταγραφή πεπτίδιο H1 διαδικασία - νουκλεοσώματα συγκράτησης ιστόνης πρωτεΐνης είναι μέρος της χρωματίνης με τάξη, συμπαγή πυρήνα. Επίσης, στην περίπτωση του DNA βλάβης loci, το λεγόμενο πυρήνα πεπτιδικά μόρια παραλλαγής που εμπλέκονται στην επιδιόρθωση αυτών των τμημάτων.

πεπτίδιο πυρήνα

Καθορίζουν τη δομή του νουκλεοσώματος, το οποίο αποτελείται από τέσσερις τύπους μορίων ονομάζονται Η2Α, Η2Β και Η3 και Η4. Τα νουκλεοσώματα είναι δύο από κάθε τύπο μορίου, μια τέτοια δομή ονομάζεται οκταμερές. Το μόριο δεσοξυριβονουκλεϊνικού πρωτεΐνες πυρήνα και σχηματίζουν μεταξύ τους υδρόφοβα, υδρογόνο και ομοιοπολικούς δεσμούς. Πρωτεΐνες, ιστόνες βρίσκονται στον πυρήνα του νουκλεοσώματος. περιέχουν επίσης μη δομημένων NC-ουρές. Αυτά τα μέρη αποτελούνται από υπολείμματα 15-30 αμινοξέων και εμπλέκονται στις επιγενετικές διεργασίες που ελέγχουν τη γονιδιακή έκφραση. Πυρήνας ιστόνες κεντρικό νουκλεοσώματα τμήμα έχουν μικρό μοριακό βάρος, στις περιοχές τους, σε αντίθεση με τα τμήματα ουράς νησίδες περιέχονται υδρόφοβα μονομερή πρωτεΐνη βαλίνη, προλίνη, μεθειονίνη Λεζίνα.

Πρόσφατη έρευνα στο πεδίο της βιοχημείας έχουν οδηγήσει στην υπόθεση του κώδικα ιστονών. Σε αντίθεση με το γενετικό κώδικα είναι καθολική για όλες τις μορφές της κυτταρικής ζωής στη Γη, ο κώδικας ιστονών είναι μεταβλητή. Ο όρος αυτός σημαίνει την τροποποίηση των τμημάτων ουράς των πεπτιδίων που προκύπτουν από την αντίδραση ακετυλίωσης, μεθυλίωσης, φωσφορυλίωση. Όλες αυτές οι χημικές διεργασίες λαμβάνουν χώρα παρουσία των πολυενζυμικού συμπλοκών. Λόγω αυτών των βιοχημικών διεργασιών, οι τροποποίησης πυρήνα ιστόνες, και προσαρμογή λαμβάνει χώρα έκφραση των γονιδίων που ελέγχουν ενδοπυρηνική αντιδράσεις που εμπλέκουν DNA: επισκευή, μεταγραφή, αντιγραφή. Ίδιος υπό την επίδραση των χρωματίνης αλλαγές στον κώδικα ιστόνης υφίσταται αναδιαμόρφωση, δηλαδή αλλάζοντας τη συσκευασία του στην νουκλεοσώματος (σφραγίζει αυτό ή, αντιθέτως, χαλαρώνει).

πρωτεΐνη σύνδεσης

Ιστόνης Η1 είναι σε χρωματίνης, είναι συνδεδεμένο με το εξωτερικό τμήμα του νουκλεοσώματος και συγκρατεί επ 'αυτού υπερσπείρωσης δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. στερέωση της λαμβάνει χώρα σε τετραμερές τοποθεσία αποτελούμενη από δύο πεπτιδικά μόρια Η3 και Η4 δύο μόρια. Οι εκπρόσωποι της κατηγορίας και της κατηγορίας των πτηνών ερπετών στα ερυθρά αιμοσφαίρια αντί πρωτεΐνης συνδέτη ιστόνης Η1 βρήκε ένα άλλο Η5.

H1 πεπτίδιο περιλαμβάνει HMJB-πεδίου - ένα δομικό τμήμα, με τα υπολείμματα περίπου 80 αμινοξέων. Είναι σχεδόν το ίδιο σε περισσότερους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των φυτών, των ζώων και των ανθρώπων. Ο τομέας αυτός δεν υπόκειται σε τροποποίηση και είναι συντηρητική. Πεπτίδιο Ν1 έχει δύο μορφές χωρικών διαμορφώσεων: μία συμπτυγμένη σφαιρίδιο και ξεδιπλωμένο - σε τριτοταγή μορφή. Το τελευταίο συμβαίνει όταν η επικοινωνία αποτυγχάνει C-τερματική περιοχή της ιστόνης στα πεδία σύνδεσης DNA. Το συνδετικό πεπτίδιο συμμετέχει ενεργά στην αντιγραφή των πληροφοριών από γονίδιο σε μόριο mRNA, μια αυτο-διπλασιασμό διεργασίες DNA, καθώς και στην επισκευή των κατεστραμμένων loci της. Αυτός είναι ο βιολογικός ρόλος των ιστονών στο DNA.

Καθώς πρωτεΐνες σχηματίζουν οκταμερούς

Σε αντίθεση με πεπτίδιο Η1, άλλοι τύποι ιστονών ονομάζεται αγελάδας, η οποία χαρακτηρίζεται από επαρκή ολκιμότητα για να σχηματίσουν μια μορφή παραλλαγής. Για παράδειγμα, Η2Α έχει τον υψηλότερο αριθμό των τροποποιήσεων: H2AZH2AX MACROH2A. Διαφέρουν από την άλλη:

• C-τερματική αλληλουχία αμινοξέων.
• Θέση στο γονιδίωμα.

Για παράδειγμα, παραλλαγή ιστόνης H2ABbd διασυνδέονται με χρωματίνη στην οποία λαμβάνει χώρα η μεταγραφή του DNA. MACROH2A πεπτίδιο είναι σε χρωμοσώματα μεσόφαση. Κυτταρολογική μελέτες βρέθηκε ότι οι παραλλαγμένες μορφές ιστόνης Η4 έχουν ταυτοποιηθεί, αλλά μπορεί να σχηματίσει ένα μεγάλο αριθμό ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλες πρωτεΐνες που ανήκουν στις οκταμερές νουκλεοσώματα. Έτσι, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι ιστόνες - μια ειδική ομάδα πρωτεϊνών που είναι σχεδόν μέρος της χρωματίνης όλων των κυτταρικών μορφών ζωής.

Πώς να αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τις ιστόνες στο γονιδίωμα

Μπορεί να υποστηριχθεί ότι οι αγελάδες, και η παραλλαγή συνδέτη ιστόνης που κωδικοποιούνται στις συστάδες γονιδίων που εκφράζονται στο συνθετικό φάση του κύκλου ζωής κυττάρου. Για παράδειγμα, για την ομάδα ανθρώπινη κληρονομικά χαρακτηριστικά ονομάζεται HIST1 αποτελείται από 35 γονίδια που βρίσκονται στην έκτη σωματικά ζεύγος χρωμοσωμάτων. συστάδα HIST2 αποτελείται από έξι γονίδια που κωδικοποιούν τις ιστόνες, και την χρωμοσωμική τοποθεσία ενός πρώτου ζεύγους. Περιέχει επίσης ένα τόπο HIST3, που περιλαμβάνει τα τρία γονίδια. Στο δωδέκατο ζεύγος είναι ένα γονίδιο που κωδικοποιεί μια Η4 ιστόνης. Είναι ενδιαφέρον, τα γονίδια πρωτεΐνη πυρήνα έχουν ιντρόνια, και τα γονίδια της παραλλαγής ιστονών, αντιθέτως, αυτά περιέχουν και είναι διασκορπισμένα σε όλο το γονιδίωμα.

Για να συνοψίσουμε, έχουμε δει ότι οι ιστόνες - πρωτεϊνών που εμπλέκονται στην τοποθέτηση των κλώνων του DNA στον πυρήνα, αλλά και στις διαδικασίες ρύθμισης, επισκευής και μεταγραφή λαμβάνουν χώρα σε αυτό.