В ядре эукариот (схема на Клеточные компоненты и цитоплазма) ДНК (DNA) связана с белками и РНК. Треть нуклеопротеидного комплекса, называемого хроматином, составляет ДНК.
Хроматин можно видеть в оптический микроскоп только во время деления клеток (см. Клеточный цикл), когда он находится в конденсированном виде в составе хромосом. Во время интерфазы большая часть хроматина неконденсирована. Морфологически различают эухроматин и гетерохроматин, который более конденсирован, чем эухроматин. Эухроматин соответствует участкам хромосом с активной транскрипцией.
Белки хроматина подразделяются на гистоновые и негистоновые. Гистоны (Б) — небольшие, сильно основные белки, ассоциированные непосредственно с ДНК. Они принимают участие в структурной организации хроматина, нейтрализуя за счёт положительных зарядов аминокислотных остатков отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК, что делает возможной плотную упаковку ДНК в ядре. Благодаря этому 46 молекул ДНК диплоидного генома человека общей длиной около 2 м, содержащих в сумме 6×109 пар оснований [п.о. (bp)], могут поместиться в клеточном ядре диаметром всего 10 мкм.
По две молекулы каждого из гистонов H2A, H2B, H3 и H4 составляют октамер, обвитый сегментом ДНК длиной 146 п.о., образующим 1,8 витка спирали поверх белковой структуры. Эта частица диаметром 7 нм называется нуклеосомой. Участок ДНК (линкерная ДНК), непосредственно не контактирующий с гистоновым октамером, взаимодействует с гистоном Н1. Этот белок закрывает примерно 20 п.о. и обеспечивает формирование суперспиральной структуры (соленоида) диаметром 30 нм. Когда хроматин конденсируется с образованием метафазной хромосомы, соленоидные структуры образуют петли диаметром 200 нм, содержащие ДНК длиной 80 000 п.о. Петли связаны с остовом из белков (ядерный остов), причём примерно 20 петель образуют минидиски. Большое число минидисков укладывается в стопку, составляя хромосому. Вследствие этого ДНК оказывается свёрнута настолько плотно, что даже самая маленькая хромосома человека содержит около 50 млн п.о.
Группа негистоновых белков высоко гетерогенна и включает структурные ядерные белки, множество ферментов и факторов транскрипции (см. Созревание РНК), связанных с определёнными участками ДНК и осуществляющих регуляцию генной экспрессии и других процессов.
Хроматин можно видеть в оптический микроскоп только во время деления клеток (см. Клеточный цикл), когда он находится в конденсированном виде в составе хромосом. Во время интерфазы большая часть хроматина неконденсирована. Морфологически различают эухроматин и гетерохроматин, который более конденсирован, чем эухроматин. Эухроматин соответствует участкам хромосом с активной транскрипцией.
Белки хроматина подразделяются на гистоновые и негистоновые. Гистоны (Б) — небольшие, сильно основные белки, ассоциированные непосредственно с ДНК. Они принимают участие в структурной организации хроматина, нейтрализуя за счёт положительных зарядов аминокислотных остатков отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК, что делает возможной плотную упаковку ДНК в ядре. Благодаря этому 46 молекул ДНК диплоидного генома человека общей длиной около 2 м, содержащих в сумме 6×109 пар оснований [п.о. (bp)], могут поместиться в клеточном ядре диаметром всего 10 мкм.
По две молекулы каждого из гистонов H2A, H2B, H3 и H4 составляют октамер, обвитый сегментом ДНК длиной 146 п.о., образующим 1,8 витка спирали поверх белковой структуры. Эта частица диаметром 7 нм называется нуклеосомой. Участок ДНК (линкерная ДНК), непосредственно не контактирующий с гистоновым октамером, взаимодействует с гистоном Н1. Этот белок закрывает примерно 20 п.о. и обеспечивает формирование суперспиральной структуры (соленоида) диаметром 30 нм. Когда хроматин конденсируется с образованием метафазной хромосомы, соленоидные структуры образуют петли диаметром 200 нм, содержащие ДНК длиной 80 000 п.о. Петли связаны с остовом из белков (ядерный остов), причём примерно 20 петель образуют минидиски. Большое число минидисков укладывается в стопку, составляя хромосому. Вследствие этого ДНК оказывается свёрнута настолько плотно, что даже самая маленькая хромосома человека содержит около 50 млн п.о.
Группа негистоновых белков высоко гетерогенна и включает структурные ядерные белки, множество ферментов и факторов транскрипции (см. Созревание РНК), связанных с определёнными участками ДНК и осуществляющих регуляцию генной экспрессии и других процессов.
Статьи раздела «Геном»:
- А. Хроматин
- Б. Гистоны
Структура:
Списки:
Сложность материала:
Величины и единицы:
Книги Список книг
Биокатализ и биокатализаторы. Исторический очерк Книга посвящена истории возникновения и развития двух основных проблем ...
Современные успехи химии и биологии моря Книга Харвея, содержащая много фактического материала и интересных выводов, ...
Молекулярная биология Книга посвящена ряду актуальных проблем молекулярной биологии (молекулярный ...
Биофизика ДНК-актиномициновых нано-комплексов В монографии д.б.н., в.н.с. ИБК РАН Н.Л.Векшина на примере актиномицинов ...