היסטונים - זה ... תפקידה של היסטונים ב DNA

חומצות הגרעין DNA כלול בגרעין של תאים איקריוטיים, הודות ארוזים קומפקטיים למבנים מיוחדים. בשנת ציטולוגיה שהם לובשים שם מיוחד - היסטונים. זהו פפטיד המציג את המאפיינים הכימיים הבסיסיים. המבנה ואת תפקידיהם בצעו בתא, יידונו במאמר זה.

DNA מאורגן בגרעין

על מנת "לסחוט" שרשרת polynucleotide ארוכה של DNA ב microspace גרעין התא בו הם יוצאי דופן "סליל" - חלבונים, היסטונים. הם חוט פעמיים תקועים הוא פצע חומצה דאוקסיריבונוקלאית. מבנה זה, הממוקם karyoplasm נקרא הנוקלאוזום. מחקרים ביוכימיים גילה כי חלבון היסטון מאורגן בכמה שינויים: היסטון H1 / H5, H2A, H2B, H3, H4. הפפטיד הראשון של רשימה זו נקרא ומקשר, ההפרות האחרות. חלבונים היסטון אלה יוצרים הנוקלאוזום.

מאפיינים של מבנה פפטידים הנוקלאוזום

ניתוח כימי הקים את העובדה של תוכן מופרז מולקולות היסטון הליבה של חומצות אמינו כגון ליזין ארגינין. הראשון הוא חיוני והשני להחלפה חלקית מצוי כמעט כל פפטידים. חלבונים היסטון לצבור מטען חיובי עודף על שאריות חומצת אמינו. הם מנטרלים את המטענים השליליים של אניוני הכולל PO ₄ ^3, שנכללו DNA. תכונה נוספת של המבנה של חלבונים אלה נעוצה בעובדה שזה כמעט זהה אורגניזמים השייכים לממלכה של צמחים, בעלי חיים ופטריות.

מאז היסטונים - חלבונים הוא הליבה, הן בשל המבנה שלה, יכול להשתתף בתהליכים המתרחשים karyoplasm. לדוגמא, החשובה ביותר פפטיד H1 תהליך השעתוק - נוקלאוזום שמירת חלבון היסטון הוא חלק הכרומטין בתוך ליבה מסודרת, קומפקטית. כמו כן, במקרה של לוקוסים DNA נזק, מה שנקרא מולקולות וריאנט פפטיד הליבה מעורבים בתיקון של חלקים אלה.

הפפטיד ליבה

הם מגדירים את מבנה הנוקלאוזום, אשר מורכב מארבעה סוגים של מולקולות בשם H2A, H2B ו H3 ו- H4. נוקלאוזום שניים מכל סוג של מולקולה, מבנה כזה נקרא octamer. המולקולה של חלבונים דוקסיריבונוקלאית ליבת הטופס ביניהם הידרופובי, מימן קשרים קוולנטיים. חלבונים, היסטונים שבליבה של הנוקלאוזום. הם מכילים גם NC-זנבות לא מובנים. חלקים אלה כוללים 15-30 שאריות חומצת אמינו מעורבים תהליכים אפיגנטיים ששולטים ביטוי גנים. היסטונים Core נוקלאוזום החלק המרכזי יש משקל מולקולרי קטן, באזורים שלהם, בניגוד איי חלקי זנב כלול ולין חלבון מונומרים הידרופובי, פרולין, מתיונין Lezina.

מחקרים אחרונים בתחום הביוכימיה הובילו את ההשערה של קוד היסטון. בניגוד לקוד הגנטי הוא אוניברסלי עבור כל צורות החיים על פני כדור הארץ הסלולר, קוד היסטון הוא משתנה. מונח זה פירושו שינוי חלקי הזנב של פפטידים נובע acetylation התגובה, מתילציה, זרחון. כל התהליכים הכימיים הללו מתרחשים בנוכחות multienzyme מתחמים. בשל תהליכים ביוכימיים כאלה, ההיסטונים הליבה שינוי, והתאמה לוקח ביטוי ומקום גנים השולטים בתגובות intranuclear מעורבים DNA: תיקון, תעתיק, שכפול. עצמו תחת השפעת השינויים בקוד היסטון הכרומטין עובר שיפוץ, כלומר שינוי האריזה שלה הנוקלאוזום (מעלה אותו או, להיפך, הם מרפים).

חלבון ומקשר

היסטון H1 נמצא הכרומטין, מחוברת החלק החיצוני של הנוקלאוזום ושומר עליה supercoil חומצה דאוקסיריבונוקלאית. הקיבוע שלה מתרחש tetramer המיקום מורכב משתי מולקולות פפטיד H3 ו- H4 שתי מולקולות. נציגי המעמד ואת המעמד של זוחלים וציפורים בתאי הדם האדומים במקום חלבון והמקשר היסטון H1 מצא עוד H5.

הפפטיד H1 כולל תחום HMJB - חלק מבני, עם שאריות חומצת אמינו כ 80. הוא כמעט זהה ברוב האורגניזמים, כולל צמחים, חיות ובני אדם. תחום זה אינו כפוף שינוי והוא שמרני. יש פפטיד N1 שתי צורות של תצורות מרחביות: כדורי שקרס ופרש - בצורה שליישונים. האחרון מתרחש כאשר תקשורת נכשלה באזור הטרמינל-C של היסטון לדומיינים קושרי דנ"א. הפפטיד והמקשר מעורב באופן פעיל העתקה של מידע מתוך גן אל מולקולת mRNA, תהליכי DNA הכפלה עצמית, כמו גם בתיקון של הלוקוסים שלו ניזוק. זהו התפקיד הביולוגי של היסטונים ב DNA.

כמו חלבונים מהווים octamer

בניגוד פפטיד H1, סוגים אחרים של היסטונים בשם פרה, מאופיינים משייך מספיק כדי ליצור שינויים. לדוגמה, H2A יש את המספר הגבוה ביותר של שינויים: H2AZH2AX MACROH2A. הם נבדלים זה מזה:

• C- מסוף רצף החומצות האמיניות.
• מיקום בגנום.

לדוגמא, גרסת היסטון H2ABbd מחובר עם הכרומטין שבו תעתיק DNA מתרחש. הפפטיד MACROH2A הוא בכרומוזומים הביניים. מחקרי ציטולוגיה נמצאו כי הגירסות השונות H4 היסטון זוהו, אבל זה יכול ליצור מספר רב של קשרים קוולנטיים עם חלבונים אחרים השייכים נוקלאוזום octamer. לפיכך, מדענים מאמינים כי היסטונים - קבוצה מיוחדת של חלבונים כי הם למעשה חלק מן הכרומטין של כל הצורות הסלולר של חיים.

כיצד לאחסן מידע על היסטונים בגנום

אפשר לטעון כי הפרות, ואת הגרסה היסטון המקשר הרשומים אשכולות הגנים הביעו בשלב הסינטטי של מחזור החיים של התא. לדוגמא, עבור קבוצת תכונות תורשתיות אדם בשם HIST1 זה מורכב 35 גנים ממוקמים זוג כרומוזום סומטיים השישי. HIST2 אשכול כולל שישה גני מקודדים היסטונים, ואת המיקום כרומוזומליות של זוג ראשון. כמו כן מכיל HIST3 לוקוס, המרכיבות את שלושת הגנים. בצמד י"ב הוא אחד הגנים המקודדים H4 היסטון. מעניין, גני חלבון ליבה יש אינטרונים, גנים של היסטונים וריאנט, להיפך, מכילים אותם והם מפוזרים לאורך הגנום.

לסיכום, ראינו כי היסטונים - חלבונים מעורבים בהנחת גדילי הדנ"א בגרעין, אלא גם בתהליכי רגולציה, תיקון תעתיק להתקיים בו.