Das Nukleosom-Kernpartikel

Das Kernteilchen des Nukleosoms besteht aus einem Oktamer, das vier Arten von Histonen enthält, die von einer linkshändigen DNA-Spirale umgeben sind. Nukleosomenkernpartikel spielen eine wichtige Rolle für die DNA-Funktion, indem sie die DNA-Verdichtung und die Chromatinstruktur steuern.

Diese Rolle ist so wichtig, dass Histone zu den am höchsten konservierten Proteinen in Eukaryoten gehören - von Erbsen über Kühe bis hin zu anderen Organismen. Zum Beispiel gibt es nur zwei verschiedene Aminosäuren von 102 zwischen den H4-Histonen einer Erbsenpflanze und einer Kuh.

Die vier Arten von Histonen, aus denen das Nukleosomenkernteilchen besteht, H2A, H2B, H3 und H4, haben einige gemeinsame Merkmale. Erstens sind sie jeweils klein - sie enthalten nur bis zu 135 Aminosäuren.

Zweitens haben sie ein gemeinsames Strukturmotiv: die Histonfalte. Die Histonfalte besteht aus drei α-Helices, die durch zwei Schleifen miteinander verbunden sind.

Wenn Nukleosomenkernpartikel zusammengesetzt werden, binden die Histonfalten zuerst aneinander in einer Wechselwirkung, die als "Handschlag" beschrieben wird, und bilden zwei H2A-H2B-Dimere und zwei H3-H4-Dimere.

Danach bilden die H3-H4-Dimere ein Tetramer, das mit den H2A-H2B-Dimeren das Oktamer des Nukleosomenkernteilchens bildet.

Die Struktur dieses Histon-Oktamers erzeugt umfangreiche Wechselwirkungen zwischen den Histonen und der um sie gewickelten DNA.

Es gibt mehr als 100 Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Histonen und der DNA des Nukleosomenkerns, und viele davon befinden sich zwischen dem Aminosäurerückgrat der Histone und dem Zucker-Phosphat-Rückgrat der DNA.

Schließlich sind viele der Aminosäuren in jedem Kernhiston Lysin oder Arginin, die positive Ladungen haben, die das negativ geladene DNA-Rückgrat effektiv neutralisieren.