5.7: Частица ядра нуклеосомы

Нуклеосомы — это комплекс ДНК-гистон, в котором нить ДНК намотана на гистоновый кор. Гистоновый кор представляет собой октамер, содержащий по две копии гистоновых белков H2A, H2B, H3 и H4.

Парадокс

Нуклеосомы, как это ни парадоксально, выполняют две противоположные функции одновременно. С одной стороны, их основная задача – защитить хрупкие нити ДНК от физического повреждения и помочь достичь более высокого коэффициента упаковки. С другой стороны, они должны позволить ферментам полимеразы получить доступ к ДНК, связанной с гистонами, для репликации и транскрипции. Механизм, с помощью которого нуклеосомы решают эти две проблемы, заключается в частичном разворачивании ДНК из нуклеосом или модификациях гистоновых белков.

Структура кора

Белки гистонового кора имеют общий структурный мотив, называемый “гистоновой складкой”, и обладают подвижной расширенной хвостовой частью. Гистоновая складка состоит из альфа-спиралей и петель. Во время димеризации гистонов петли двух гистоновых белков выравниваются вместе, образуя гистоновый димер.

Каждый гистон связывается с тремя последовательными малыми бороздками ДНК. Альфа-спираль и N-концевой хвост каждого гистонового белка играют решающую роль в связывании с ДНК. Следовательно, любые химические модификации гистонового хвоста могут изменять сборку и функциионирование хроматина. Некоторые из наиболее распространенных модификаций гистонов включают ацетилирование, метилирование и фосфорилирование.

Варианты гистонов

Гистоновые белки имеют различные изоформы, или варианты, такие как H2A.1, H2A.2, H2A.X, H3.3 или CENP-A. Эти варианты различаются своими аминокислотными последовательностями и выполняют разные функции. Нуклеосомы с вариантами гистонов значительно более подвижны, чем обычные нуклеосомы. Например, показано, что включение H2A.Z в нуклеосому активирует транскрипцию.