На первом уровне организации хроматина ДНК формирует за счет взаимодействия с белками элементарные образования? нуклеосомы. Белковый компонент нуклеосомы (кор) состоит из восьми молекул коревых гистонов Н2А, Н2В, Н3 и Н4? по две молекулы каждого типа (см. структуру димера Н2А-Н2В, который является компонентом кора, на рис. 1.7, а). Октамерный комплекс гистонов имеет на своей поверхности своеобразный трек положительно заряженных аминокислотных остатков, который используется для взаимодействия с нуклеосомною ДНК длиной 145 пар оснований: ДНК образует на поверхности октамер ~ 1,7 витка левой суперспирали. В хроматине вся ДНК формирует нуклеосомы со средней плотностью одна нуклеосома на 200 пар оснований, соседние нуклеосомы соединены между-нуклеосомнимы линкернимы участками. Нуклеосомна ДНК вместе с линкерною участком составляют так называемый нуклеосомний повтор, длина которого варьирует как вдоль полинуклеосомного цепи, так и в зависимости от функционального состояния, типа клеток и т.п.. Характер распределения нуклеосом вдоль геномной ДНК имеет важное функциональное значение: ясно, что линкерна ДНК более доступной для внешних регуляторных влияний.

Как показано на рис. 1.11, конечные неупорядоченные участки пистонов (хвосты) выходят за пределы нуклеосомы. Благодаря своей структурной лабильности они участвуют в организации хроматина на наднуклеосомному уровне, а также играют важную роль платформы для связывания различных белков. Такое взаимодействие с белками имеет важные функциональные последствия для регуляции генной активности и зависит от посттрансляционным модификаций хвостов? присоединения определенных химических групп в определенных аминокислотных остатков: ацетилирования, фосфорилирования, метилирования и некоторых других. Соотношение между характером модификаций и набором белков, которые узнают определенное распределение модифицированных групп по хвостам, называют гистоновых кодом.

Линкерни участки, которыми соединены соседние нуклеосомы, продолжают ход нуклеосомнои ДНК по прямой: в результате нуклеосомы в составе полинуклеосомнои нити расположены зигзагом (рис. 1.12). За счет взаимодействия с ДНК неупорядоченных хвостов коревых гистонов и молекул пятый Хинтона? гистона Н1 (одна молекула на нуклеосому)? полинуклеосомний зигзаг конденсируется с образованием так называемой фибриллы диаметром 30 нм? второго уровня компактизации хроматина. Фибриллами диаметром 30 нм является основной формой хроматина во время интерфазы? периода между клеточными делениями. Однако в хроматине существует значительная гетерогенность по степени конденсации. С одной стороны, предпосылкой активации отдельных участков хроматина является деконденсация фибриллы. С другой? в репрессированных участках хроматиновая фибриллами может быть как дополнительно стабилизированным в компактном состоянии, так и подвергаться компактизации более высокого порядка. Часть хроматина, сохраняет состояние повышенной компактизации течение интерфазы, называется гетерохроматином (остальные хроматина, где в принципе может происходить активация транскрипции обозначается как эухроматин). Образование гетерохроматина осуществляется главным образом на участках, содержащих повторы? в центромера, теломерах и смежных перицентромерних и субтеломерних участках, зонах концентрации мобильных элементов.

На следующем уровне структурной организации в клеточном ядре хроматиновая фибриллами формирует петли, концы которых жестко закреплены на скелетных белковых структурах клеточного ядра? ядерном матриксе (рис. 1.13). Одна петля, содержащая от 20 до 200 тыс. пар оснований ДНК (один или несколько генов) часто рассматривается как важный элемент регуляции процессов транскрипции и репликации. С белками матрикса взаимодействуют участки ДНК длиной от 300 до 1 тыс. пар оснований? участки, ассоциированные с матриксом (MAR, Matrix Associated Regions).


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+