Молекулярная организация хроматина

Хроматин состоит из ДНК, РНК, гистоновых и в меньшей степени негистоновых белков. В качестве функциональных элементов хроматина выступают ДНК-белковые (нуклеосома) и белок-белковые комплексы, каждый из таких комплексов способен к самосборке в ответ на специфический регуляторный сигнал. Нуклеосома — это структурная часть хромосомы, образованная совместной упаковкой нити ДНК с гистоновыми белками , , и . Нуклеосомное ядро представлено гистонным октамером. ДНК опоясывает гистонный октамер. Последовательность нуклеосом, соединенная гистоновым белком , формирует нуклеофиламент (нуклеосомную нить). Участок ДНК между нуклеосомами называется линкерной ДНК. В геноме присутствуют: участки, свободные от нуклеосом (места связывания регуляторных белков); участки, где положение нуклеосомы строго фиксировано; участки, в которых нуклеосомная укладка подвержена регуляции белками. Одной из интересных особенностей структурно-функциональных комплексов хроматина является тот факт, что помимо специализированных элементов, присущих каждому комплексу, в их составе очень часто встречаются одни и те же универсальные белковые молекулы, функциональное назначение которых зависит не от их аминокислотной последовательности, а от типа конечного комплекса.

97.Гистоновые и негистоновые белки: их роль в компактизации ДНК. Гистоны — основной класс нуклеопротеинов, ядерных белков, необходимых для сборки и упаковки нитей ДНК в хромосомы. Основные гистоновые белки: , , , и Гистоны синтезируются на полисомах(полирибосомах) в цитоплазме, этот синтез начинается несколько раньше редупликации ДНК. Синтезированные гистоны мигрируют из цитоплазмы в ядро, где и связываются с участками ДНК. Гистоновые белкиинтересны со многих точек зрения. Благодаря высокому содержанию лизина и аргинина они проявляют основные свойства. Кроме того, последовательность аминокислот гистонов, то есть их первичная структура, мало изменилась в процессе эволюции. Так, человека и пшеницы отличаются лишь несколькими аминокислотами. Роль гистонов -обеспечение специфической укладки хромосомной ДНК и регуляция транскрипции.Гистоны в октамере имеют подвижный N-концевой фрагмент («хвост») из 20 аминокислот, который выступает из нуклеосом и важен для поддержания структуры хроматина и контроля за генной экспрессией. Так, например, конденсация хромосом связана с фосфорилированием гистонов, а усиление транскрипции — с ацетилированием в них остатков лизина. Детали механизма регуляции до конца не выяснены.

Негистоновые белки - наиболее плохо охарактеризованная фракция хроматина. Кроме ферментов, непосредственно связанных с хроматином (ферменты, ответственные за репарацию, редупликацию, транскрипцию ДНК), в эту фракцию входит множество других белков. Сюда входят специфические белки - регуляторы, узнающие определенные нуклеотидные последовательности в ДНК.