В хроматине гистоны составляют 25—40 % сухого веса[1]. Благодаря высокому содержанию лизина и аргинина гистоны проявляют сильно осно́вные свойства. Гистоны непосредственно контактируют с ДНК и способны нейтрализовать отрицательный заряд фосфатных групп ДНК за счёт положительных зарядов аминокислотных остатков. Последовательность аминокислот в этих белках является консервативной и практически не различается в организмах различных таксонов. Гистоны присутствуют в ядрах эукариотических клеток; у бактерий гистонов нет, но они выявлены у архей группы Euryarchaea[2].
Существует всего пять различных типов гистонов H1/Н5, H2A, H2B, H3, H4.
Гистоны H2A, H2B, H3, H4, называемые ко́ровыми гистонами (от англ.core «сердцевина; ядро»), формируют нуклеосому, представляющую собой белковую глобулу, вокруг которой накручена нить ДНК. Центральная субъединица всех коровых гистонов имеет одинаковую вторичную структуру с протяжённым α-спиральным доменом, который с обеих сторон фланкируется доменами, содержащими по одной петле и по одной короткой α-спирали. Такая субъединица получила название «гистоновая складка»[4].
Все четыре типа коровых гистонов имеют одинаковую «гистоновую складку», при этом идентичность последовательностей между ними довольно низкая[5] (по некоторым оценкам, не превышает 25%).
Гистон H1/H5, называемый линкерным гистоном (от англ.link «связь»), связывается с внешней стороной нуклеосомы, фиксируя на ней нить ДНК. Участок ДНК, который следует за ним, называется линкерная ДНК (примерно 100 пар оснований). Гистон H1 является самым большим из всех гистонов. Он отличается от коровых гистонов и влияет на дальнейшую упаковку хроматина[4].
Нуклеосомы и линкерные гистоны имеют ряд функций, которые обуславливают динамику хроматина. Например, гистон H1 является фиксатором нити ДНК на нуклеосоме, и таким образом он контролирует доступность хроматина[6]. В свою очередь, коровые гистоны могут менять внутреннюю композицию и тем самым влиять на доступность хроматина к определенным участкам ДНК. Кроме того, нуклеосомные белки в ходе жизнедеятельности клетки подвергаются ряду посттрансляционных модификаций, включая ацетилирование, метилирование, фосфорилирование и убиквитилирование, которые могут изменять свойства и влиять на взаимодействие нуклеосомы с различными белками.
Гистоновые белки в структуре нуклеосомы
Нуклеосома представляет из себя примерно 147 пар оснований (п.о.) ДНК, которая намотана вокруг октамера (~1,67 витка спирали), состоящего из пар белков, называемых коровыми гистонами. Диаметр ее составляет 7 нм. Длина фрагмента ДНК, "обхватывающего" одну нуклеосому, варьирует, в среднем составляет 200 п.о. При этом непосредственно с нуклеосомой связаны 146 п.о., а остальные несколько десятков соединяют две соседние нуклеосомы[7]. Линкерный гистон Н1 взаимодействует с линкерным участком ДНК, при этом не контактируя с гистоновым октамером.
Контакт между гистонами нуклеосомы и ДНК достаточно прочный. В каждой нуклеосоме между ДНК и гистонами, входящими в её состав, образуется 142 водородные связи. Почти половина этих связей возникает между основной цепью аминокислот гистонов и фосфодиэфирными группами сахарнофосфатного остова ДНК. Помимо водородных связей ДНК с белками, нуклеосомы скрепляют многочисленные гидрофобные взаимодействия и солевые мостики. Например, положительные заряды аминокислот лизина и аргинина, которыми обогащены гистоны, могут эффективно нейтрализовать отрицательный заряд остова ДНК. Эти многочисленные взаимодействия отчасти объясняют, почему ДНК практически любой последовательности может быть связана с нуклеосомным октамером[8].
Структура ко́ровых гистонов
Ко́ровые гистоны Н2А, Н2В, Н3 и Н4 являются небольшими белками с молекулярными массами 10—15 кДа, состав которых чрезвычайно обогащён положительно заряженными аминокислотами лизином и аргинином[9]. Положительно заряженные аминокислоты сосредоточены в основном в аминных (N-) и карбоксильных (C-) (см. Пептидная связь) концевых частях молекул коровых гистонов, называемых хвостами. Гистоновые хвосты длиной около 15—30 аминокислотных остатков не организованы в какие-либо выраженные вторичные структуры. Гистоновые хвосты, прежде всего N-хвост, играют ключевую роль в эпигенетических механизмах, в которых участвуют эти белки. В центральных, самых консервативных, участках полипептидной цепи ко́ровых гистонов преобладают остатки гидрофобных аминокислот. Именно эти центральные области участвуют в образовании нуклеосомного октамера, на который навивается ДНК[3]. Центральная область всех нуклеосомных гистонов имеет характерную вторичную структуру с протяжённым α-спиральным доменом, который с обеих сторон фланкируется доменами, содержащими по одной петле и по одной короткой α-спирали. Эта пространственная структура называется гистоновой складкой (англ.histone fold domain, HFD)[10]. Таким образом, нуклеосомные гистоны содержат центральный структурированный трехспиральный HFD-домен и неструктурированные N- и C-хвосты.
Гистоны H3 и H4, Н2А и H2B попарно узнают друг друга. Спиральные домены взаимодействуют между собой, образуя структуры, названные рукопожатием, в результате чего возникают гетеродимеры — Н3-Н4 и Н2А-Н2В. Из первого димера, в свою очередь, образуется тетрамер (Н3-Н4)2. Тетрамер (Н3-Н4)2 и два димера Н2А-Н2В составляют гистоновый октамер, сердцевину нуклеосомы[3]. Нуклеосома имеет клиновидную форму. Её узкую часть составляет (Н3-Н4)2, а широкая часть состоит из двух димеров Н2А-Н2В, которые расположены по бокам тетрамера (Н3-Н4)2 и не взаимодействуют друг с другом. Из всей ДНК, что намотана на нуклеосомный октамер, примерно 80 пар оснований связаны с тетрамером (Н3-Н4)2 и около 40 пар с димерами Н2А-Н2В[10].
Структура линкерного гистона H1/Н5
С внешней стороной нуклеосомы в районе тетрамера (Н3-Н4)2 связывается линкерный гистон H1, фиксирующий тем самым на нуклеосоме нить ДНК. В эритроцитах птиц и рептилий в неактивном хроматине вместо гистона Н1 присутствует близкородственный гистон Н5[10]. Гистон Н1/Н5 существенно отличается от четырёх коровых гистонов. Он имеет молекулярную массу более 20 кДа. В его составе значительно больше остатков лизина, чем аргинина, причём все положительно заряженные аминокислотные остатки сконцентрированы на С-конце молекулы Н1. С-конец молекулы Н1 характеризуется неупорядоченной структурой и имеет длину около 100 аминокислотных остатков. Центральная часть молекулы Н1 богата гидрофобными аминокислотными остатками и в растворе образует глобулу. N-конец не имеет упорядоченной структуры и является относительно коротким[9].
Варианты гистонов и их роль
Одним из важных факторов регуляции работы эукариотической клетки на уровне нуклеосомы является замена гистонов на их варианты. Существует два вида гистонов: канонические и гистоновые варианты.
Все гистоны, кроме гистона H4, имеют соответствующие ему различные варианты. Канонические гистоны (H2A, H2B, H3, H4, H1/H5) обычно зависят от репликации[4]. Они особенно экспрессируются в S-фазе клеточного цикла. В то время как гистоновые варианты (H2A.Z, H2A.B, ..., H2B.W, H2B.Z, ..., H3.3, H3.Y, H3.5, ..., H1.0, H1.10) не зависят от репликации и экспрессируются в процессе всей жизнедеятельности клетки. Как канонические гистоны, так и их варианты, могут иметь свои отличительные особенности в зависимости от вида организма. Хотя, существуют и универсальные гистоны[11].
Роль гистоновых вариантов состоит в том, чтобы сохраняя нуклеосомную укладку хроматина, увеличивать или уменьшать её устойчивость, создавать особый контекст в каждом конкретном участке хроматина и тем самым управлять процессами транскрипции, репликации и репарации[10]. Каждый вариант гистона имеет характерную последовательность и структурные особенности, которые объясняют его специфическую функцию[4]. Причем, в то время как некоторые варианты могут отличаться всего парой аминокислотных остатков, другие же могут иметь более низкую схожесть. Например, H2B и H2B.E отличаются всего четырьмя или пятью аминокислотными остатками, а два подварианта H2A.Z (H2A.Z.1 и H2A.Z.2) у позвоночных - всего тремя. Аналогичная ситуация наблюдается и между гистоновым вариантом H2A.X и его канонической формой. Он отличается от H2A функционально важным C-терминальным мотивом фосфорилирования Ser-Gln- (Glu / Asp) -Ф, где Ф представляет собой гидрофобный остаток. Вариант-специфическое фосфорилирование серина в этом мотиве может происходить при образовании двухцепочечных разрывов ДНК и может иметь важное значение для вовлечения и удержания различных факторов ремоделирования хроматина, чтобы способствовать восстановлению двухцепочечных разрывов. В качестве примера пары вариантов с более низкой идентичностью можно привести H2A.L, идентичность последовательности которого с каноническим H2A составляет всего 24%[11].
Известно, что модификации над гистоновыми вариантами часто оказываются такими же, как и у их канонических форм. Например, Lys4 в H3.3 часто триметилирован (H3.3K4me3), а остатки Lys18 и Lys23 часто ацетилированы (H3.3K18ac и H3.3K23ac соответственно)[12].
Гены гистонов
Гены классических гистонов присутствуют в геноме в нескольких копиях и собраны в тандемно повторённые кластеры. Кластерная организация генов канонических гистонов характерна для всех многоклеточных. У человека самый большой кластер этих генов, называемый HIST1 и состоящий из 55 генов, находится на хромосоме 6 в участке 6p21-p22. Два кластера меньших размеров находятся на хромосоме 1: в бэнде 1q21 находится кластер HIST2, содержащий 6 гистоновых генов, а в бэнде 1q42 находится кластер HIST3, состоящий из трёх генов. Вне трёх вышеописанных кластеров на хромосоме 12 в бэнде 12p13.1 находится единственный ген, кодирующий канонический коровый гистон, — ген HIST4H4, кодирующий гистон H4[13].
Характерной чертой генов канонических гистонов является отсутствие интронов. Транскрипция этих генов происходит строго во время S-фазы клеточного цикла. Матричная РНК этих генов не полиаденилируется, 3'-некодирующая часть мРНК уложена во вторичную структуру типа «стебель-петля»[14].
В противоположность генам канонических гистонов гены вариантных гистонов не образуют кластеров, они разбросаны по всему геному, нередко содержат интроны, транскрибируемая с них РНК полиаденируется, транскрипция происходит во время всего клеточного цикла.
Таблица. Гены гистонов у человека
Суперсемейство
Семейство
Подсемейство
Гены
Линкерный гистон
Гистон Н1
Вариантные гистоны H1 (подсемейство H1F)
H1F0, H1FNT, H1FOO, H1FX, HILS1
Гены канонического гистона H1 в кластере HIST1 (H1H1)
Детали механизма регуляции до конца не выяснены[19][20][21].
Консервативность гистонов
Последовательность аминокислот гистонов, то есть их первичная структура, мало изменилась в процессе эволюции. Это хорошо видно при сравнении аминокислотной последовательности гистонов млекопитающих, растений и дрожжей. Так, Н4 человека и пшеницы отличаются лишь несколькими аминокислотами. К тому же размер молекулы белка и её полярность довольно постоянны. Из этого можно заключить, что гистоны были оптимизированы ещё в эпоху общего предшественника животных, растений и грибов (более 700 млн лет назад). Хотя с тех пор в гистоновых генах происходили бесчисленные точечные мутации, все они, очевидно, приводили к вымиранию мутантных организмов.
↑Коряков Д. Е. Модификации гистонов и регуляция работы хроматина // Генетика. — 2006. — Т. 42, № 9. — С. 1170—1185.
↑Молекулярная биология клетки: в 3-х томах / Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. — М.-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2013. — Т. I. — С. 325—359. — 808 с. — ISBN 978-5-4344-0112-8.
↑ 12Разин С. В. Хроматин: упакованный геном / С. В. Разин, А. А. Быстрицкий. — М.: БИНОМ: Лаборатория знаний, 2009. — С. 4-8. — 176 с. — ISBN 978-5-9963-0087-7.
↑ 1234Коряков Д. Е.Нуклеосомная организация хроматина // Эпигенетика / С. М. Закиян, В.В. Власов, Е. В. Дементьева. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. — С. 7—30. — 592 с. — 300 экз. — ISBN 978-5-7692-1227-7.
↑Zheng Y. et al. Histone H1 phosphorylation is associated with transcription by RNA polymerases I and II (англ.) // The Journal of Cell Biology. — 2010. — Vol. 189, iss. 3. — P. 407. — doi:10.1083/jcb.201001148.
↑Creyghton M. P. et al. Histone H3K27ac separates active from poised enhancers and predicts developmental state (англ.) // Proc Natl Acad Sci U S A. — 2010. — Vol. 107, iss. 50. — P. 21931—21936. — doi:10.1073/pnas.1016071107.
↑Pengelly A. R. et al. A Histone Mutant Reproduces the Phenotype Caused by Loss of Histone-Modifying Factor Polycomb (англ.) // Science. — 2013. — Vol. 339, iss. 6120. — P. 698. — doi:10.1126/science.1231382.
Small tablet of dark stone used for assaying precious metal alloys This article is about the assaying tool. For the metaphor, see Touchstone (metaphor). For other uses, see Touchstone (disambiguation). Touchstone set A touchstone is a small tablet of dark stone such as slate or lydite, used for assaying precious metal alloys. It has a finely grained surface on which soft metals leave a visible trace.[1] History The touchstone was used during the Harappa period of the Indus Valley civi...
Pour les articles homonymes, voir Pepsi (homonymie). PepsiCo Création 1965, fusion de Pepsi-Cola Company et Frito-Lay Dates clés 2001 : Rachat de Quaker.2017 : Pepsico quitte le NYSE et rejoint le Nasdaq[1].2018 : Pepsico achète l'israélien Sodastream[2].2019 : PepsiCo achète le sud-africain Pioneer Foods[3].2022 : Pepsico vend 60 % de Tropicana au fonds d'investissement PAI[4]. Fondateurs Caleb Bradham Forme juridique Société anonyme Action NYSE : P...
Sriwijaya FC U-21Nama lengkapSriwijaya Football Club Under-21JulukanElang Andalas Muda Laskar JakabaringNama singkatSFC U-21Berdiri2008StadionStadion Gelora Sriwijaya(Kapasitas: 23.000)PemilikPT Sriwijaya Optimis Mandiri (PT SOM)Ketua-Manajer-LigaIndonesia Soccer Championship U-21Situs webSitus web resmi klubKelompok suporterSriwijaya Mania Singa Mania Ultras Palembang Kostum kandang Kostum tandang Sriwijaya FC Tim Utama Tim U-21 Sriwijaya Football Club Under-21, atau biasa disingkat Sri...
Location of Hampton in Virginia This is a list of the National Register of Historic Places listings in Hampton, Virginia. This is intended to be a complete list of the properties and districts on the National Register of Historic Places in the independent city of Hampton, Virginia, United States. The locations of National Register properties and districts for which the latitude and longitude coordinates are included below, may be seen in an online map.[1] There are 30 properties and ...
هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (أغسطس 2018) بايريش جمأين شعار الاسم الرسمي (بالألمانية: Bayerisch Gmain) الإحداثيات 47°43′10″N 12°53′48″E / 47.719444444444°N 12.896666666667°E / 47.719444444444; 12.896666666667 ...
يفتقر محتوى هذه المقالة إلى الاستشهاد بمصادر. فضلاً، ساهم في تطوير هذه المقالة من خلال إضافة مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (ديسمبر 2018) تل حاصل الاسم الرسمي تل حاصل الإحداثيات 36°8′38″N 37°18′50″E / 36.14389°N 37.31389°E / 36.14389; 37.31389 تقسيم إد�...
Social gaming site Friendster, Inc.Screenshot of Friendster's main page, updated in July 2011Type of siteSocial network gameFounded2002; 22 years ago (2002)HeadquartersDover, Delaware, United StatesArea servedWorldwideKey peopleGanesh Kumar Bangah (CEO)URLwww.friendster.comAdvertisingBanner ads, Contextual ads, SponsorshipsRegistrationFreeUsers8.2 million (June 2010)[1]LaunchedMarch 22, 2003; 21 years ago (March 22, 2003)Current statu...
Written agreement of the 1971 Bangladesh Liberation War Instrument of Surrender of PakistanLt. Gen. A. A. K. Niazi of the Pakistan Army signing the Instrument of Surrender under the direction of Lt. Gen. Jagjit Singh Aurora of the Indian Army and Bangladesh Forces[1]Ratified16 December 1971LocationDacca, East Pakistan (now Bangladesh)Signatories A. A. K. Niazi Jagjit Singh AuroraSubjectSurrender of the Pakistan Armed Forces Eastern CommandPurposeEnding the Bangladesh Liberation War an...
Sixteenth book of the Mahabharata The Mausala Parva (Sanskrit: मौसल पर्व, lit. 'Book of Clubs') is the sixteenth of the eighteen books of the ancient Indian epic Mahabharata. It traditionally has nine chapters.[1][2] The critical edition has eight chapters.[3][4] One of the 3 shortest books within the epic, the Mausala Parva describes the demise of Krishna in the 36th year after the Kurukshetra war had ended, the submersion of Dvar...
Mad MaxDiciptakan oleh George Miller Byron Kennedy Karya asliMad Max (1979)PemilikKennedy MillerPublikasi tercetakKomikMad Max: Fury Road (2015)Film dan televisiFilm Mad Max (1979) Mad Max 2 (1981) Mad Max Beyond Thunderdome (1985) Mad Max: Fury Road (2015) PermainanPermainan videoMad Max (1990)Mad Max (2015)AudioLagu tema Mad Max (Original Motion Picture Soundtrack) (1980) Mad Max 2 (Original Motion Picture Soundtrack) (1982) Mad Max Beyond Thunderdome: Original Motion Picture Soundtrack (19...
1930 Broadway three-act play written in blank verse by Maxwell Anderson Elizabeth the QueenFirst edition 1930Written byMaxwell AndersonDate premieredNovember 27, 1930Place premieredGuild TheatreNew York CityOriginal languageEnglishGenreDramaSettingvarious parts of Whitehall palace Elizabeth the Queen was a 1930 Broadway three-act play written in blank verse by Maxwell Anderson, produced by the Theatre Guild, directed by Philip Moeller and with scenic and costume design by Lee Simonson. It ran...
Pour les articles homonymes, voir Trou noir (homonymie). Vue d'artiste de deux trous noirs en train de fusionner.Si ce bandeau n'est plus pertinent, retirez-le. Cliquez ici pour en savoir plus. Cet article doit être actualisé (septembre 2023). Des passages de cet article ne sont plus d’actualité ou annoncent des événements désormais passés. Améliorez-le ou discutez-en. Vous pouvez également préciser les sections à actualiser en utilisant {{section à actualiser}}. Un trou noir b...
BerdukaInformasi umumNama lainBerkabung[1]SpesialisasiPsikologi PerawatanPenggembalaan, ahli kesehatan mental, pekerja sosial, kelompok dukungan[1] Berduka atau duka cita adalah respons terhadap kehilangan, terutama kehilangan seseorang atau makhluk hidup yang telah meninggal, yang mana ikatan atau kasih sayang telah terbentuk. Meskipun berduka secara konvensional lebih difokuskan pada respons emosional terhadap kehilangan, aspek ini juga memiliki dimensi fisik, kognitif,...
В Википедии есть статьи о других людях с фамилией Гилпин. Бетти ГилпинBetty Gilpin Имя при рождении Элизабет Фолан Гилпин Дата рождения 21 июля 1986(1986-07-21)[1] (37 лет) Место рождения Нью-Йорк, Нью-Йорк, США Гражданство США Профессия актриса Карьера 2008 — н. в. Направлен�...
переулок Бойцова Общая информация Страна Россия Город Санкт-Петербург Район Адмиралтейский Протяжённость 333 м Метро Сенная площадь Спасская Садовая Прежние названия Банный переулок, 1-й Банный переулок, Малковский переулок, Малков переулок Полицейская часть С�...
Type of tropical climate in which there is no dry season Worldwide zones of tropical rainforest climate (Af). A tropical rainforest climate or equatorial climate is a tropical climate sub-type usually found within 10 to 15 degrees latitude of the equator. There are some other areas at higher latitudes, such as the coast of southeast Florida, United States, and Okinawa, Japan that fall into the tropical rainforest climate category. They experience high mean annual temperatures, small temperatu...
American nonprofit organization NRA redirects here. For other uses, see NRA (disambiguation) and National Rifle Association (disambiguation). National Rifle Association of AmericaFoundedNovember 17, 1871;152 years ago (1871-11-17)FounderWilliam Conant ChurchGeorge Wood WingateFounded atNew York CityType501(c)(4)[1]Tax ID no. 53-0116130FocusGun politicsGun rightsLocationFairfax County, Virginia, U.S. 38°51′47″N 77°20′8″W / 38.86306°N 77.33556°W...
French orchestra conductor This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Jacques Hélian – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (July 2013) (Learn how and when to remove this message) Jacques Hélian Jacques Mikaël Der Mikaëlian better known as Jacques Hélian (born in Paris, 7 June 1912 - died 29...