lign="justify"> Поряд з канонічними гистонами існує широкий спектр варіантних форм гістонів, які кодуються окремими генами і виконують спеціальні функції. Гістони часто піддаються різним посттрансляційних модифікаціям. Основні мішені для модифікацій зосереджені в N-кінцевих доменах гістонів. Модифікації нуклеосомної гістонів відіграють важливу роль у встановленні і підтримці різних хроматінових структур, у тому числі активного і неактивного хроматину.
Термін «негістонові білки», взагалі кажучи, слід визнати застарілим. Якщо розуміти його в широкому сенсі, то поряд з негістонових білками власне хроматину в цю групу слід включити всі білки ядра, крім гістонів. У вузькому сенсі можна говорити про негістонових білках, що безпосередньо беруть участь у формуванні хроматінових фібрил. У цьому випадку в дану групу потраплять HMG-білки і білки, що у формуванні компактних (неактивних) хроматінових структур, які останнім часом часто називають архітектурними білками хроматину. До числа архітектурних білків хроматину зазвичай відносять НР1 (heterochromatin protein 1), білки групи Polycomb, білок MENT, присутній в термінально диференційованих клітинах (еритроцити птахів, лейкоцити ссавців), МЕСР2 хребетних тварин і Sir-білки дріжджів.
. 2 Рівні упаковки ДНК
Відкриття нуклеосом заклало основу сучасних уявлень про хроматині. Хроматин перестав бути аморфною масою і постав перед очима дослідників у вигляді досить впорядкованої структури, побудованої за ієрархічним принципом.
нуклеосоме є базовою структурною одиницею першого рівня упаковки ДНК в хроматині. Вона являє собою білкову глобулу або, точніше кажучи, якусь подобу диска, на який намотаний фрагмент ДНК протяжністю 146 п. Н. Намотана на нуклеосомної глобулу ДНК утворює 1,65 супервитки. Глобула складається з восьми молекул гістонів: тетрамера (Н3-Н4) 2и двох димарів Н2А-Н2В.
Нуклеосоми були виявлені при електронній мікроскопії розгорнутих хроматінових фібрил (хроматину, отриманого після м'якої обробки ядер стафілококової нуклеазу та екстракції 0,2 мМ ЕДТА). На електронно-мікроскопічних знімках були виявлені однакові глобули, регулярно розташовані на молекулі ДНК. Ці структури (рис. 2) отримали назву «намистини на нитки».
Рис.2 Пристрій 10-нм фібрили («намистини на нитки»). А - електронна мікрофотографія декількох нуклеосом, Б - схема просторової організації хромотосоми-коровою нуклеосоми з молекулою гистона Н1.
Упорядкована організація нуклеосомної частинок дала можливість їх кристалізації і подальшого рентгеноструктурного аналізу. В даний час структура нуклео- сомной частинки дозволена з точністю до 1,9 А. Приблизно з такою ж точністю дозволена структура октамеру гістонів без ДНК (рис.3; додаток 1) .Гістони октамеру покладені в левозакрученной суперспіраль, стерически відповідну суперспирали фрагмента ДНК в складі мінімальної нуклеосоми.
За участю гистона Н1 організована в нуклеосоми ДНК утворює фибриллу діаметром 30-нм. Такі фібрили утворюються спонтанно із структур типу «намистин на нитки» при підвищенні іонної сили (до 60 мМ) або при додаванні іонів Mg2 + до 0,3 мМ. Існують дві принципово розрізняються моделі 30-нм фібрили (рис. 4).
Рис.4. Схеми моделей 30-нм фібрили
Показані найбільш поширені моделі - соленоїда (А) і «зіг-зага» (Б і В). Видно, що в моделі зіг-зага лінкерних ДНК перетинає центральну частину фібрили, тоді як в соленоїді і нуклеосоми, і лінкерних ДНК продовжують спіраль соленоїда. Модель «зигзаг» допускає локальні зміни рівня компактизації при збереженні товщини фібрили.
Згідно з однією з цих моделей, нуклеосомна нитка, що містить гистон Н1, згортається в соленоїд діаметром 30-нм, в одному витку якого (з кроком в 11 нм) міститься 6 нуклеосом. Дана модель, запропонована Фінчем і Клюге, базується на результатах електронної мікроскопії та аналізу дифракції рентгенівських променів при вивченні частково орієнтованих хроматінових фібрил. Згідно даної моделі, спейсерная ДНК продовжує суперспіраль, що виникає при закручуванні ДНК на нуклеосомної глобуле. Інша модель передбачає, що у складі 30-нм фібрили нуклеосоми організовані в зигзагоподібну структуру, параметри якої можуть варіювати у відомих межах. Зигзагоподібна модель припускає, що спейсерная ДНК перетинає вісь фібрили. Результати останніх досліджень, у тому числі електронна мікроскопія швидко заморожених зразків хроматину і аналіз продуктів розщеплення ядерної ДНК в живих клітинах, підданих м'якою обробці іонізуючим випромінюванням, підтверджують зигзагоподібну модель організації 30-нм фібрили. Зигзагоподібна фібрила є суттєво більш динамічною, ніж соленоїд. Товщина цієї фібрили, що відображає щільність упаковки нуклеосом, може варіювати при збережен...
