Histones jsou ... Úloha histonů v DNA

DNA nukleové kyseliny, která vstupuje do jádra eukaryotických buněk, je kompaktně zabalena díky speciálním strukturám. V cytologii mají speciální jméno - histony. Jedná se o peptidy, které vykazují základní chemické vlastnosti. Jejich struktura a funkce prováděné v buňce budou zváženy v tomto článku.

Jak DNA je organizována v jádru

Pro "vytlačování" dlouhého polynukleotidového řetězce DNA do mikrosnímku buněčné jádro, v něm jsou původní "cívky" - proteiny-histony. Větrují dvojité lanko deoxyribonukleové kyseliny. Taková struktura, nacházející se v karyoplasmu, se nazývá nukleosom. Biochemické studie prokázaly, že histonový protein je organizován ve formě několika modifikací: histon H1 / H5, H2A, H2B, H3, H4. První peptid z tohoto seznamu se obvykle nazývá linker, zbytek jsou korýši. Právě tyto proteiny-histony tvoří nukleosom.

Zvláštnosti struktury nukleosomových peptidů

Chemická analýza založena na skutečnosti, nadměrného obsahu základních histonových molekul aminokyselin, jako je lysin a arginin. Prvním z nich je nezbytně nutné, a druhý částečně vzájemně zaměnitelné a je přítomno v podstatě ve všech peptidů. Histonové proteiny akumulovat přebytečné kladný náboj na aminokyselinových zbytků. Neutralizují celkové negativní náboje aniontů PO₄^3- , které jsou součástí DNA. Dalším rysem struktury těchto proteinů je, že jsou prakticky shodné v organismech, které patří do království rostlin, zvířat a hub.

Vzhledem k tomu, histony - proteiny je jádro, které jsou díky své struktuře, mohou podílet na procesy probíhající v karyoplasm. Například, nejdůležitější pro transkripční proces H1 peptidu - histon proteinové opěrné nukleozómy jsou součástí chromatinu v řádné, kompaktní jádro. Rovněž, v případě poškození DNA lokusů, tak zvané jádrové molekuly peptidové varianty jsou zapojeny do opravy těchto částí.

Peptidy krav

Určují strukturu nukleosomu, který se skládá ze čtyř druhů molekul nazývaných H2A, H2B a H3 a H4. V nukleozomech existují dvě molekuly každého typu, tato struktura se nazývá oktamer. Molekuly deoxyribonukleových a jaderných proteinů tvoří mezi sebou hydrofobní, vodíkové a kovalentní vazby. Proteiny-histony jsou jádrem nukleosomu. Obsahují také nestrukturované N-C-ocasy. Tyto části sestávají z 15-30 aminokyselinových zbytků a podílejí se na epigenetických procesech, které kontrolují expresi genů. Histonů jádra centrální část nukleozómy mají malou molekulovou hmotnost, ve svých oblastech, na rozdíl od ocasní porce ostrůvky obsahoval hydrofobní monomery proteinu valin, prolin, methionin Lezina.

Nejnovější vědecký výzkum v oblasti biochemie vedl k vzniku hypotézy kódu histonu. Na rozdíl od genetického kódu, který je univerzální pro všechny formy buněčného života na Zemi, je kód histonů variabilní. Tento termín se týká modifikace koncových úseků peptidů v důsledku reakcí acetylace, metylace, fosforylace. Všechny výše uvedené chemické procesy se vyskytují v přítomnosti multienzymových komplexů. V důsledku těchto biochemických procesů, modifikující histonů jádra, a Nastavení se provádí expresi genů, které řídí intranukleární reakcím DNA: oprava, transkripce, replikace. Se pod vlivem chromatinu změní histon kódu podstoupí remodelaci, tedy mění jeho obal nucleosome (těsnění, nebo naopak, uvolní).

Linker protein

Histon H1 je v chromatin, je připojen k vnější části nucleosome a ponechává na něm Supercoil deoxyribonukleové kyseliny. Jeho fixace probíhá na místě tetrameru sestávajícího ze dvou molekul peptidu H3 a dvou molekul H4. Zástupci třídy a třídy ptáků plazů v červených krvinkách místo histon H1 spojovací protein našel další H5.

H1 peptid obsahuje HMJB doménu, strukturní oblast asi 80 aminokyselinových zbytků. To je téměř stejné u většiny organismů, včetně rostlin, zvířat a lidí. Tato doména nepodléhá změnám a je konzervativní. Peptid N1 má dvě formy prostorových konfigurací: složeném globule a rozložil - v terciární formě. Ta nastane, když je spojení C-koncové oblasti histonu s doménami vázajícími DNA porušeno. Linker peptid se aktivně podílí na kopírování informací z genu do mRNA molekuly, self-zdvojení DNA procesů, jakož i při opravě poškozené jeho loci. To je biologická role histonů v DNA.

Jak bílkoviny tvoří oktamer

Na rozdíl od peptidu H1 jsou jiné typy histonů, nazývané kůrovci, charakterizovány dostatečnou plastičností a formovými variantami. Například H2A má největší počet modifikací: H2AZH2AX MACROH2A. Odlišují se mezi sebou:

• C-koncových sekvencí aminokyselinových zbytků.
• Umístění v genomu.

Například varianta histonu H2ABbd je vzájemně propojena s chromatinem, u kterého DNA dochází k transkripci. Peptid MACROH2A je umístěn v mezifázových chromozomech. Cytologické studie bylo zjištěno, že variantní formy histonu H4 byly identifikovány, ale může tvořit velké množství kovalentních vazeb s jinými proteiny, které patří do oktamer nukleozomů. Vědci tak věří, že histony jsou skupinou speciálních proteinů, které prakticky vstupují do chromatinu všech buněčných forem života.

Jak se ukládají informace o histonech v genomu

Lze argumentovat, že krust, linker a variantní histony jsou zakódovány ve skupinách genů, které jsou vyjádřeny v syntetické fázi životního cyklu buňky. Například pro člověka dědičná depozitní skupina, nazývaná HIST1, se skládá z 35 genů lokalizovaných v šestém somatickém páru chromozomů. Cluster HIST2 obsahuje šest genů, které kódují histony a nachází se v prvním chromozomovém páru. Obsahuje také lokus HIST3, který zahrnuje tři geny. V dvanáctém páru existuje jeden gen kódující histon H4. Je zajímavé, že geny krustových proteinů nemají introny a geny variantních histonů naopak obsahují a jsou rozptýleny v genomu.

Abychom to shrnuli, jak jsme viděli, histonů - proteiny se podílí na kladení řetězců DNA v jádře, ale i v procesech regulace, opravy a transkripce se uskuteční v tom.