Next: Histony łącznikowe Up: Histony i nukleosomy Previous: Histony i nukleosomy   Spis rzeczy

Histony rdzeniowe i nukleosom

Rdzeń nukleosomu złożony jest z czterech białek, występujących w liczbie dwóch cząsteczek. Są to histony H2A, H2B, H3 i H4, których wspólną cechą jest motyw strukturalny zwany fałdem histonowym (ang. histone fold) (Arents i Moundrianakis., 1995). Składa się on z położonej centralnie długiej helisy i połączonej z nią po obu stronach za pomocą pętli i krótszych helis. Oprócz środkowej części globularnej w skład histonów rdzeniowych wchodzą ogony końca aminowego (N-końcowego) i karboksylowego (C-końcowego). W nieobecności DNA struktura ogonów jest nieustalona.  Mogą one jednak przybierać konkretne struktury po związaniu się do DNA. I tak badania nad poddanym mutagenezie histonem H4 drożdży wykazały, że ogon N-końca zawierający odcinek silnie zasadowy tworzy pod wpływem DNA - wraz ze stosunkowo słabo naładowanym sąsiadującym segmentem - amfipatyczną helisę ? (Johnson i wsp., 1992).

Cząstka rdzeniowa nukleosomu otworzona jest z czterech dimerów histonowych [2x (H2A-H2B) i 2x (H3-H4)]. Połączenia między cząsteczkami heterodimerów nosi nazwę uścisku ręki (ang. handshake motif). Histony tworzą heterodimery również  in vitro, tj. w roztworze. Dimery H3-H4 tworzą także w roztworze tetramer (H3-H4)x2 (Eickbush i Moundrianakis, 1979). Zdolność do łączenia się w dimery i tetramery oraz struktura motywu uścisku ręki charakteryzuje również niektóre czynniki transkrypcyjne, np. dwie podjednostki czynnika TFIID z Drosophila, dTAFII42 i dTAFII62 (Xie i wsp., 1996). Motyw taki występuje również w białku HMfB z hipertermofilnej archebakterii Methanothermus fervidus (Starich i wsp., 1996).

Tworzenie tetrameru zachodzi głównie poprzez oddziaływania hydrofobowe. W przeciwieństwie do heterodimeru H3-H4, heterodimer H2A-H2B nie tworzy struktur tetramerycznych. Dwa dimery H2A-H2B łączą się natomiast z tetramerem H3-H4 tworząc oktamer histonowy, zarówno in vivo w nukleosomie, jak i in vitro przy wysokiej sile jonowej. Oktamer nukleosomowy przypomina kształtem dysk, wokół ktorego owinięty jest DNA w postaci 1,65 zwoja płaskiej, lewoskrętnej superhelisy (Rys. 2) (Rhodes, 1997; Luger i wsp., 1997).

DNA wchodzący i wychodzący z nukleosomu przytrzymywany jest przez końce motywu strukturalnego histonu H3. Każdy z heterodimerów wiąże około 30 par zasad  DNA Interesująca wydaje się być funkcja pełniona przez ogony histonów budujących cząstkę nukleosomową, a związana z oddziaływaniem nukleosomów ze sobą. I tak końce aminowe histonów H3 i H2B przechodzą przez kanały małego rowka DNA, dzięki czemu co 20 par zasad wystaje jeden z ogonów. Natomiast wystający ogon aminowy histonu H4 kontaktuje się w wielu miejscach z powierzchnią dimeru H2A-H2B z sąsiedniego rdzenia nukleosomowego, co może ułatwiać tworzenie się chromatynowych struktur wyższego rzędu, czyli kondensację chromatyny. Histony oddziaływają z DNA wyłącznie  poprzez kontakt ze szkieletem fosfodwuestrowym nici DNA po wewnętrznej powierzchni supehelisy. DNA przytwierdzone jest do zrębu histonowego poprzez oddziaływania elektrostatyczne i wiązania wodorowe z grupami fosforanowymi, oraz kontakty niepolarne z grupami deoksyrybozy, co oznacza, że nie dochodzi do interakcji histonów z zasadami azotowymi DNA, a zatem, że pakowanie DNA w nukleosomy jest w zasadzie niezależne od jego sekwencji nukleotydowej.


Next: Histony łącznikowe Up: Histony i nukleosomy Previous: Histony i nukleosomy   Spis rzeczy
Tomasz Calikowski 2000-06-15