Proteinele non-histone reprezintă aproximativ 20% din toate proteinele cromatinei. Prin definiție, proteinele non-histone sunt toate proteine cromatinei, cu excepția histonilor care sunt secretați cu cromatină sau cromozomi. Acesta este un grup de proteine care diferă una de cealaltă în ceea ce privește proprietățile lor generale și semnificația funcțională. Aproximativ 80% din proteinele non-histone sunt proteine ale matricei nucleare, găsite atât în nucleele interfazate, cât și în cromozomii mitotici. Acest grup de proteine vor fi discutate separat în secțiunea care se ocupă cu structuri complexe care alcătuiesc matricea nucleară: strat fibros sau lamina al anvelopei nucleare și o matrice nucleară internă, interchromatin nucleol matrice de rețea.
Fracțiunea de proteine non-histone poate include aproximativ 450 de proteine individuale cu greutăți moleculare diferite (5-200 kD). Unele dintre aceste proteine solubile în apă, unele solubilă în soluții acide, unele vag legat la cromatinei și disociază la o concentrație de 0,35 M sare (3 M NaCI) în prezența unor agenți de denaturare (5 M uree). Prin urmare, caracterizarea și clasificarea acestor proteine este dificilă, iar proteinele în sine nu au fost suficient studiate.
Dintre proteinele non-histone, se constată că un număr de proteine reglatoare stimulează inițierea transcripției și inhibă proteinele care se leagă în mod specific la anumite secvențe ADN. Prin proteine non-histonice includ, de asemenea enzime implicate în metabolismul acizilor nucleici (ADN polimerazei, ADN-ADN topoizomeraza metilaza și ARN, ARN polimerază, ARNază și DNAse etc.), proteine cromatinei (protein kinaza, metiltransferazei, acetylases, proteaze și altele) și multe altele.
Cele mai detaliate studii sunt de proteine non-histone. grupuri cu mobilitate ridicată (HMG - grup de mobilitate înaltă sau "proteine Jones"). Ei sunt bine extrași în 0,35 M NaCI și 5% HCIO4 și au o mobilitate electroforetică mare (de aici și numele lor). Basic HMG-patru proteine: HMG-1 (GM = 25500), HMG-2 (GM = 26000), HMG-14 (GM = 100000. HMG-17 (M.W. = . 9247) Acest grup este reprezentat cel mai abundent printre proteine non-histonice: celula de aproximativ 5% din numărul total de histone Foarte des, aceste proteine se găsesc în cromatina activ (aproximativ 1 moleculă de nucleozomal proteinelor HMG-proteină 10) HMG-1 și HMG .. 2 nu este inclus în nucleozomul, și legat, aparent cu porțiuni de ADN linker. proteinele HMG-HMG-14 și 17 să comunice cu proteinele de bază ale nucleosomes care prevede probabil modificarea nivelului de fibrile DNP de compactare, care devin bo disponibil pentru interacțiunea cu ARN polimerază. In acest caz, HMG-proteinele acționează activitatea ca regulatori de transcripție. S-a descoperit că proteinele cromatinei fracție având o sensibilitate crescută la ADNaza I, HMG-îmbogățit.
Domeniile ADN cu buclă sunt al treilea nivel al organizării structurale a cromatinei
Descifrarea structura principiilor elementare ale componentelor cromozomiale - nucleozomului și 30 fibrile nm - are puțin folos pentru a înțelege elementele de bază ale organizației tridimensionale de cromozomi in interfazei si mitoza. DNA Sorokakratnoe sigiliu care se realizează atunci când supercoiled natura compactării sale, absolut nu suficient pentru reali nivelul de compactare (1 x 10 4) ADN. În consecință, trebuie să existe niveluri mai ridicate de compactare a ADN-ului, care în cele din urmă trebuie să determine dimensiunea și caracteristicile generale ale cromozomilor. Astfel de niveluri mai ridicate de organizare a cromatinei au fost descoperite în timpul decondenzării sale artificiale, când sa constatat că menținerea lor este asociată cu proteine non-histone. În acest caz, proteinele specifice se leagă la anumite regiuni ale ADN-ului, care formează bucle mari sau domenii la situsurile de legare. Astfel, următoarele niveluri superioare de compactitate ADN nu sunt asociate cu spiralizarea suplimentară a acestora, ci cu formarea unei structuri de buclă transversală care se desfășoară de-a lungul cromozomului interfazic sau mitotic.
După cum sa arătat deja, structura complexă a nucleului sau a nucleelor prokaryotes este organizată ca o ierarhie a domeniilor de ADN cu buclă asociate cu un număr mic de proteine speciale.
Principiul de buclă al ambalajului ADN se găsește, de asemenea, în celulele eucariote. Deci, dacă nucleul extras procesează 2 M NaCI, adică ștergeți toate histonele, atunci integritatea kernelului este păstrată, cu excepția faptului că în jurul nucleului va exista așa numitul. "Halo", format dintr-un număr mare de bucle de ADN. Această structură de nuclei a fost numită "nucleoid" (aceasta este doar o asemănare terminologică cu aparatul nuclear al procariotelor). Halo-ul (sau periferia unui astfel de nucleoid) constă într-un număr mare (de până la 50.000) de bucle ADN închise la periferie, cu o dimensiune medie de circa 60 kb. a cărui bază este fixată undeva în interiorul nucleului, pe situsurile proteinelor non-histone. Astfel, se crede că după îndepărtarea histonilor bazei domeniilor ADN-ului buclă, ele sunt asociate cu așa-numitele. "Matricea" sau "schela" - nucleul de proteine non-histone al nucleului interfazic. Sa constatat că regiunile ADN-ului asociat cu acest schelet, au o afinitate specială pentru proteinele non-histonice, structura lor studiate, au fost numite MAR (regiune de atașare de matrice) sau SAR (schelă regiune de atașare) site-uri.
Sa dovedit că se pot distinge domeniile de buclă ale ADN-ului nucleelor interfazate. În nucleele izolate, în prezența cationilor divalenți (2 mM Ca ++) în cromatina nucleului, se formează mici grupări de aproximativ 100 nm, așa-numitele. chromomeres. Dacă astfel de chromomeres preparatively evidențiați și apoi să le extragă din histone, sub microscop electronic se poate observa structura rozetă buclată, unde buclele individuale se extind dintr-o porțiune centrală groasă. Numărul de bucle dintr-un astfel de soclu poate fi 15-80, iar ADN-ul total poate ajunge la 200 kb. cu o lungime totală de ADN de până la 50 μm. Tratarea unor astfel de ieșiri cu proteinazele duce la dispariția regiunii centrale dense a rozetă și la desfășurarea buclelor de ADN.
Semne de organizare a domeniului buclei cromatinei poate fi observată cu un microscop electronic după plasarea nucleilor sau a cromozomului în soluții de sare de tărie ionică scăzută (0,01 M NaCI), în prezența unor concentrații scăzute de cationi bivalenți (1 mM). În aceste condiții, nu există o deproteinizare a cromatinei, aceasta își păstrează compoziția chimică normală, dar este slăbită considerabil și este reprezentată de fibrile standard de 30 nm grosime. În unele locuri, se poate observa că niște aglomerări individuale de cromatină condensată prezintă o structură specială. Acestea sunt formațiuni de rozetă formate din mai multe bucle de fibre de 30 nm care se unesc într-un centru dens dens comun. Dimensiunile medii ale acestor rozete ajung la 100-150 nm. Astfel de rozete ale fibrilelor cromatinei - cromomeres - pot fi observate în nucleele unei game largi de obiecte, animale, plante, protozoare (Figura 63).
În mod demonstrativ, astfel de cromomeri sunt detectați pe preparatele cromatinei totale din macronuclei din infuzoriul Bursaria. În acest caz, se poate observa că fiecare cromogen constă din mai multe bucle cu nucleozomi care sunt conectate într-un singur centru. Cromomerii sunt conectați unul la celălalt prin siturile cromatinei nucleozomale, astfel încât un lanț de structuri de rozetă este în general văzut (Figura 64).
Modele similare pot fi observate cu slăbirea cromozomilor de politenă. Cromomerele în formă de rozete de cromatină se găsesc în zonele de discuri cromatină, în timp ce regiunile interdisk nu le conțin (Figura 65). Când nucleele cromatină decondensation unele plante (Allium, Haemantnus, Vicia), care sunt caracterizate printr-un nucleu special structură interfaza constând din chromomeres vizibile hromonemnyh filamente.
Structuri asemănătoare în formă de rozetă, cromomeres, pot fi de asemenea văzute cu cromozomii de relaxare și cromozomi mitotici ai animalelor și plantelor. În consecință, fibrilele cromozomice de 30 nm, constând din ADN și histone, sunt ambalate sub formă de structuri asemănătoare cu rozete, supuse unei compacții suplimentare. Acest al treilea nivel al organizării structurale a cromatinei este considerat a duce la o compactare de 600 de ori ADN (Figura 66).
Este important de observat că dimensiunea domeniilor individuale de buclă coincide cu mărimea repliconilor medii și poate corespunde uneia sau mai multor gene. În bazele lor, buclele de ADN sunt legate de proteine non-histone ale matricei nucleare, care poate include atât enzime de replicare a ADN-ului, cât și transcripție. Această structură de cromatină de tip loop oferă nu numai compactarea cromatinei structurale, dar organizează și unitățile funcționale ale cromozomilor - repliconi și gene transcrise. Complexul de proteine care participă la o astfel de organizare cromatină funcțională structurală se referă la proteine de matrice nucleară.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: