Нуклеосомная ДНК когда-нибудь деградирует?

Хороший вопрос! Нуклеосома представляет собой довольно стабильную структуру из-за электростатического притяжения между фосфатной группой ДНК и лизином или аргинином октамера гистонов ¹ . На самом деле известно, что и гистон, и ДНК защищают друг друга от деградации: гистон защищает ДНК от некоторых видов повреждений ² , а ДНК защищает гистоновый белок от протеолиза ³ . Кроме того, гистоновый белок модифицируется всякий раз, когда происходит повреждение нуклеосомной ДНК, так что механизм репарации ДНК может быть активирован ⁴ . Таким образом, нуклеосома не только структурно стабильна, но и пытается поддерживать свою стабильность за счет того, что ее составляющие защищают друг друга.

источник

Эта стабильность также была поднята на совершенно новый уровень. В исследовательской работе ученые предсказали, что причина обнаружения тысячелетней ДНК в неповрежденной форме связана со стабильностью нуклеосомы ⁵ . Они даже предсказали, что нуклеосомная ДНК может оставаться читаемой даже миллионы лет, потому что время, когда гистоны начинают деградировать, является также временем, когда деградируют протеазы и нуклеазы, оставляя очень мало шансов для деградации ДНК.

Но нуклеосомная деградация не невозможна. В исследовании ученые пришли к выводу, что ферменты, активируемые каспазой ДНКазы (CAD) или фактор фрагментации ДНК 40 (DFF ₄₀ ), вместе называемые CAD/DFF ₄₀ , косвенно необходимы для деградации нуклеосомы ⁶ . См. этот абзац (я вставил только основные моменты):

Мы сообщаем здесь, что в ответ на апоптотические сигналы от рецептора смерти (CD95 и фактор некроза опухоли-$\alpha$) или митохондриальный (стауроспорин) апоптотический стимул, основные нуклеосомные гистоны H2A, H2B, H3 и H4 отделяются от ДНК во время апоптоза в клетках Jurkat и HeLa и, следовательно, обнаруживаются в лизате клеток, приготовленном с использованием неионного детергента. Время высвобождения этого гистона из ДНК хорошо коррелирует с прогрессированием апоптоза... В совокупности эти данные демонстрируют, что CAD/DFF ₄₀ косвенно участвует в опосредовании разрушения нуклеосом во время апоптоза... В этом исследовании мы обнаружили, что ядро ​​нуклеосомы гистоны отделяются от хроматина в апоптотических клетках, но это не просто побочный продукт фрагментации ДНК. Это событие косвенно связано с CAD/DFF ₄₀ в том смысле, что CAD/DFF ₄₀необходим, но недостаточен для апоптотического высвобождения гистонов.

Таким образом, хотя это была единственная статья, которую мне удалось найти, нуклеосомная ДНК также может деградировать так же, как и линкерная ДНК, если для ее деградации присутствует большее количество CAD/DFF _{40 .}

Использованная литература:

1. Структура гистонов и стабильность нуклеосом; Леонардо Мариньо-Рамирес, Марисель Дж. Канн, Бенджамин А. Шумейкер и Дэвид Ландсман
2. Нуклеосомный гистоновый белок защищает ДНК от опосредованного железом повреждения; Хелен У.Энрайт, Уэсли Дж.Миллер и Роберт П.Хеббель
3. актин и ДНК защищают гистоны от деградации бактериальными протеазами, но ингибируют их антимикробную активность; Асаф Сол, Янив Сквирски, Эдна Блотник, Гилад Бахрах и Андрас Мюльрад
4. Гистон — Википедия
5. Деградация древней ДНК; Цви Келман, Лори Моран
6. Апоптотическое высвобождение гистонов из нуклеосом; Дунчен Ву, Алистер Ингрэм, Джилл Х. Лахти, Бри Мацца, Хосе Гренет, Анил Капур, Лиеки Лю, Винсент Дж. Кидд и Даму Танг