гальних міркувань білки нуклеосом і більше високоорганізованого хроматину повинні бути перешкодою для утворення ініціаціонние комплексу та переміщення транскрипційного комплексу уздовж такої матриці. Однак in vivo ці перешкоди у відповідних умовах легко долаються. Останнім часом, завдяки взаємно доповнюють один одного біохімічним і генетичним даними, стають яснішими основні механізми, що забезпечують цей повсюдно поширений процес.
. 1 Активний і неактивний хроматин
Вчені давно звернули увагу на те, що ДНК в ядрі упакована неоднорідне. При фарбуванні ядер барвниками, специфічно зв'язуються з ДНК, можна бачити області, де ДНК упакована більш компактно (іноді їх ще називають хроматиновими глибкамі), і області, де локальна концентрація ДНК істотно нижче. Ці області отримали назви гетерохроматина і еухроматину відповідно. Було досить привабливим зв'язати відмінності в ступені компактизації ДНК з її транскрипційним статусом. Із загальних міркувань уявлялося очевидним, що транскрипційно-активна ДНК повинна бути упакована менш компактно. Перші експериментальні підтвердження цієї точки зору були отримані в дослідах з обробки ядерної ДНК ДНКаза I. Виявилося, що активні гени розщеплюються ДНКаза швидше, ніж неактивні. У диференційованих клітинах значна частина генів не працює. Ці гени виявилися відносно стійкими до ДНКаза I. При порівнянні клітин, диференційованих по різних шляхах, можна було бачити, що один і твід же ген переважно розщеплюється ДНКаза I в тих клітинах, де він активний, і відносно стійкий до цього ферменту в клітинах, де цей ген НЕ транскрибується. Феномен кращою чутливості до ДНКаза I активних генів прийнято називати загальною ДНКазной чутливістю. Його слід відрізняти від гіперчутливості до ДНКаза I, про яку йшлося вище.
Виявлення кращою чутливості транскрибується фракції генома до ДНКаза I відкрило принципову можливість виділення і характеристики коротких фрагментів транскрипційно-активного хроматину. Було продемонстровано, що транскрипційно-активний хроматин характеризується підвищеним рівнем ацетилювання гістонів нуклеосомної частинки. Приблизно в цей же час в лабораторії Олфрі був розроблений метод виділення фрагментів транскрипційно-активного хроматину допомогою афинной хроматографії на колонках з иммобилизованной ртуттю. І в цьому випадку було показано, що транскрипційно-активний хроматин характеризується підвищеним рівнем ацетилювання гістонів. Іншими відмітними ознаками активного хроматину з'явилися збіднення гістонів Н1 і деякий збагачення різними типами HMG-білків. Ще однією характерною рисою нуклеосом активного хроматину є часте відсутність одного з димарів Н2А-Н2В. Характерною особливістю транскрипційно-активної фракції хроматину, є високий рівень ацетилювання гістонів. В експериментах по збірці хроматину in vitro продемонстровано, що хроматин, зібраний з використанням гіперацетілірованних гістонів, володіє основними властивостями активного хроматину, зокрема підвищеною чутливістю до нуклеаз.
. 2 Транскрипція ДНК, організованої в нуклеосоми
нуклеосомної частки повинні бути серйозною перешкодою на шляху транскрипції. Тим не менш чітко продемонстровано, що всі РНК-полімерази, в тому числі і прокариотические, здатні транскрибувати ДНК, організовану в нуклеосоми. Механізм транскрипції ДНК, організованої в нуклеосоми, залишається предметом наукових дискусій. Існує дві основні моделі, які пояснюють можливість транскрипції нуклеосомної нитки. Одна з них припускає, що нуклеосомна глобула, що знаходиться на шляху транскрипційного комплексу, тимчасово віддаляється, залишаючись при цьому зв'язаною із самим транскрипційним комплексом, і далі знову зв'язується з ДНК за транскрипційним комплексом. Ця модель отримала прямі підтвердження в модельних експериментах по транскрипції бактеріальними РНК-полімерази організованого в нуклеосому фрагмента ДНК. Результати цих експериментів не вдалося, проте, відтворити при використанні еукаріотичної РНК-полімерази II. Інша модель транскрипції нуклеосомної нитки припускає, що дестабілізовані нуклеосоми активної фракції хроматину частково розгортаються безпосередньо в момент проходження транскрипційного комплексу, в результаті чого РНК-полімеру за може зчитувати ДНК, не видаляючи гістонів. Треба сказати, що в місцях входу і виходу ДНК з нуклеосоми ДНК-білкові контакти щодо нечисленні, що допускає можливість поступового розгортання накрученою на нуклеосому петлі ДНК. Працюючий транскрипційний комплекс розгортає подвійну спіраль ДНК, що компенсується виникненням домену позитивної суперспіралізації перед транскрипційним комплексом. Витки ДНК на нуклеосоме являють собою негативну суперспіраль, стабілізовану взаємодією з нуклеосомної гистонами. Зрозуміло, що позитивна суперспіралізації сприятиме розгортанню накручених на нуклеосому петель ДНК.
У забезпеченні мо...
