Многие объяснения биохимии гистонов не совсем понятны для студента бакалавриата. Как структура гистонов (димеры, октомеры) связана с их специфическими функциями в качестве ядерных или линкерных гистонов? Кроме того, как линкерные и коровые гистоны взаимодействуют внутри нуклеосом, чтобы в конечном итоге регулировать экспрессию генов?
Основными гистонами являются H2A, H2B, H3 и H4, а линкерными гистонами являются H1 и H5. Структура нуклеосомы хорошо описана в Википедии :
По два гистона каждого ядра собираются в одну октамерную частицу ядра нуклеосомы, и 147 пар оснований ДНК оборачиваются вокруг этой частицы ядра 1,65 раза, образуя левый суперспиральный виток. Линкерный гистон H1 связывает нуклеосому и сайты входа и выхода ДНК, тем самым фиксируя ДНК на месте и позволяя формировать структуру более высокого порядка. Самым простым таким образованием является волокно или шарики диаметром 10 нм в конформации струны. Это включает в себя оборачивание ДНК вокруг нуклеосом примерно 50 парами оснований ДНК, разделяющих каждую пару нуклеосом (также называемую линкерной ДНК). Собранные гистоны и ДНК называются хроматином. Структуры более высокого порядка включают волокно 30 нм (образующее неправильный зигзаг) и волокно 100 нм, это структуры, обнаруженные в нормальных клетках. В ходе митоза и мейоза
Ядерные гистоны имеют положительный суммарный заряд, что облегчает взаимодействие с отрицательно заряженными фосфатными группами ДНК.
Помимо определения структуры нуклеосом, функция основных гистонов является регуляторной: они могут включать/выключать экспрессию генов посредством модификаций гистонов, таких как ацетилирование или метилирование.
Экспрессия гена включена, когда:
• Деметилирование ДНК
• ацетилирование гистонов
• метилирование H3K4
• метилирование H3K36
• Деметилирование H3K9
• Деметилирование H3K27
Экспрессия гена выключена, если:
• Метилирование ДНК • Деацетилирование
гистонов • Деметилирование
H3K4
• Деметилирование H3K36
• Метилирование H3K9
• Метилирование H3K27
// Деметилирование H3K4 является аббревиатурой: Лизин 4 H3 деметилирован.
Бергер СЛ . 2002. Модификации гистонов в регуляции транскрипции. Current Opinion in Genetics & Development 12: 142–148 также является хорошим обзором.