Hebu tuzingatie kazi za protini zisizo za histone, umuhimu wake kwa mwili. Mada hii ni ya kuvutia sana na inastahili utafiti wa kina.
Protini kuu za chromatin
Histone na protini zisizo za histone zinahusishwa moja kwa moja na DNA. Jukumu lake katika utungaji wa kromosomu kati ya awamu na mitotiki ni kubwa kabisa - uhifadhi na usambazaji wa taarifa za kijeni.
Wakati wa kutekeleza majukumu kama haya, ni muhimu kuwa na msingi wazi wa kimuundo unaoruhusu molekuli ndefu za DNA kupangwa kwa mpangilio unaoeleweka. Kitendo hiki hukuruhusu kudhibiti marudio ya usanisi wa RNA na urudufishaji wa DNA.
Kielelezo chake katika kiini cha interphase ni 100 mg/ml. Kiini kimoja cha mamalia kina takriban m 2 za DNA, iliyojanibishwa katika kiini cha duara chenye kipenyo cha takriban mikroni 10.
Vikundi vya protini
Licha ya utofauti huo, ni desturi kutenga makundi mawili. Kazi za protini za histone na zisizo za histone zina tofauti fulani. Karibu asilimia 80 ya protini zote za chromatin ni histones. Huingiliana na DNA kupitia vifungo vya ionic na chumvi.
Licha ya kiwango kikubwa, protini za histones na zisizo za histone za chromatinikiwakilishwa na aina mbalimbali duni za protini, chembe za yukariyoti huwa na takriban aina tano hadi saba za molekuli za histone.
Protini zisizo na msingi katika kromosomu ni mahususi zaidi. Huingiliana tu na miundo fulani ya molekuli za DNA.
Vipengele vyaHistone
Je, kazi za protini za histone na zisizo za histone katika kromosomu ni zipi? Histoni hufungamana katika umbo la changamano cha molekuli na DNA, ni vitengo vidogo vya mfumo kama huo.
Histones ni protini ambazo zina sifa ya chromatin pekee. Wana sifa fulani zinazowawezesha kufanya kazi maalum katika viumbe. Hizi ni protini za alkali au msingi, zinazojulikana na maudhui ya juu ya arginine na lysine. Kutokana na gharama chanya kwa vikundi vya amino, bondi ya kielektroniki au chumvi husababishwa na malipo tofauti kwenye miundo ya fosfeti ya DNA.
Bondi hii ni laini kabisa, inaharibiwa kwa urahisi, na kutengana katika histones na DNA hutokea. Chromatin inachukuliwa kuwa changamano cha nucleiki-protini, ambayo ndani yake kuna molekuli za DNA zenye mstari wa polima, pamoja na idadi kubwa ya molekuli za histone.
Mali
Histones ni protini ndogo sana kulingana na uzito wa molekuli. Wana mali sawa katika eukaryotes zote na hupatikana na madarasa sawa ya histones. Kwa mfano, aina H3 na H4 zinachukuliwa kuwa tajiri katika arginine, kwani zina kiasi cha kutosha cha hiiamino asidi.
Aina za histones
Histoni kama hizo huchukuliwa kuwa za kihafidhina, kwa kuwa mfuatano wa asidi ya amino ndani yake ni sawa hata katika spishi za mbali.
H2A na H2B huchukuliwa kuwa protini za wastani za lysine. Vitu tofauti ndani ya vikundi hivi vina tofauti fulani katika muundo msingi, na vile vile katika mfuatano wa mabaki ya asidi ya amino.
Histone H1 ni aina ya protini ambapo amino asidi hupangwa kwa mfuatano sawa.
Zinaonyesha tofauti muhimu zaidi kati ya spishi na spishi. Kiasi kikubwa cha lysine kinazingatiwa kama sifa ya jumla, kwa sababu hiyo protini hizi zinaweza kutenganishwa na chromatin katika miyeyusho ya chumvi ya chumvi.
Histones za aina zote zina sifa ya mgawanyo wa nguzo wa asidi kuu ya amino: arginine na lysine kwenye ncha za molekuli.
H1 ina kigeu cha N-terminus ambacho hutangamana na histones nyingine, na C-terminus imerutubishwa na lysine, ndiye anayetangamana na DNA.
Marekebisho yaHistone yanawezekana wakati seli zinaishi:
- methylation;
- acetylation.
Michakato kama hii husababisha mabadiliko katika idadi ya malipo chanya, ni majibu yanayoweza kutenduliwa. Wakati mabaki ya serine ni phosphorylated, malipo mabaya ya ziada yanaonekana. Marekebisho kama haya huathiri mali ya histones na mwingiliano wao na DNA. Kwa mfano, wakati histones ni acetylated, uanzishaji wa jeni huzingatiwa, na dephosphorylation husababisha decondensation na condensation.kromatini.
Vipengele vya awali
Mchakato huo hutokea kwenye saitoplazimu, kisha husafirishwa hadi kwenye kiini, hufungamana na DNA wakati wa kujinakilisha kwake katika kipindi cha S. Baada ya kusitishwa kwa usanisi wa DNA na seli, taarifa ya histone RNA huharibika ndani ya dakika chache, mchakato wa usanisi hukoma.
Gawa katika vikundi
Kuna aina tofauti za protini zisizo za historia. Mgawanyiko wao katika vikundi vitano ni wa masharti, unategemea kufanana kwa ndani. Idadi kubwa ya sifa bainifu zimetambuliwa katika viumbe vya juu na chini vya yukariyoti.
Kwa mfano, badala ya H1, sifa ya tishu za viumbe wenye uti wa chini, histone H5 inapatikana, ambayo ina serine na arginine zaidi.
Pia kuna hali zinazohusiana na kukosekana kwa sehemu au kamili kwa vikundi vya histone katika yukariyoti.
Utendaji
Protini zinazofanana zimepatikana katika bakteria, virusi, mitochondria. Kwa mfano, katika E. koli, protini zilipatikana kwenye seli, muundo wa asidi ya amino ambao ni sawa na histones.
Protini za chromatin zisizo na mhistone hufanya kazi muhimu katika viumbe hai. Kabla ya utambuzi wa nukleosomes, dhana mbili zilitumiwa kuhusu umuhimu wa utendaji kazi, udhibiti, na jukumu la kimuundo la protini hizo.
Ilibainika kuwa RNA polimasi inapoongezwa kwenye kromatini iliyotengwa, kiolezo cha mchakato wa unukuzi hupatikana. Lakini shughuli yake inakadiriwaasilimia 10 tu ya hiyo kwa DNA safi. Inaongezeka kwa kuondolewa kwa vikundi vya histone, na kwa kutokuwepo kwao ni thamani ya juu.
Hii inaonyesha kuwa jumla ya maudhui ya histones hukuruhusu kudhibiti mchakato wa unukuzi. Mabadiliko ya ubora na kiasi katika histones huathiri shughuli ya chromatin, kiwango cha ushikamano wake.
Swali la umaalum wa sifa za udhibiti wa histones wakati wa usanisi wa mRNA mahususi katika seli tofauti halijasomwa kikamilifu.
Kwa kuongezwa taratibu kwa sehemu ya histone kwenye miyeyusho iliyo na DNA safi, kunyesha huzingatiwa katika mfumo wa tata wa DNP. histones zinapotolewa kutoka kwa myeyusho wa kromatini, mpito kamili hadi kwenye msingi mumunyifu hutokea.
Huduma za protini zisizo za histoni sio tu katika uundaji wa molekuli, ni ngumu zaidi na zenye pande nyingi.
Umuhimu wa kimuundo wa nukleosomes
Katika tafiti za kwanza za kielektroniki na kemikali za kibiokemikali, ilithibitishwa kuwa kuna miundo filamenti katika utayarishaji wa DPN, ambayo kipenyo chake ni kati ya nm 5-50. Kwa kuboreshwa kwa mawazo kuhusu muundo wa molekuli za protini, iliwezekana kujua kwamba kuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya kipenyo cha chromatin fibril na mbinu ya kutenganisha dawa.
Kwenye sehemu nyembamba za kromosomu za mitotiki na viini vya interphase, baada ya kugunduliwa na glutaraldehyde, nyuzi za kromati zilipatikana, ambazo unene wake ni nm 30.
Fibrils zina ukubwa sawachromatin katika kesi ya urekebishaji wa kimwili wa viini vyao: wakati wa kufungia, kukatwa, kuchukua nakala kutoka kwa maandalizi sawa.
Protini zisizo za histoni za chromatin zimegunduliwa kwa njia mbili tofauti na chembe chembe za nukleosomes za chromatin.
Utafiti
Maandalizi ya chromatin yanapowekwa kwenye kipande kidogo cha hadubini ya elektroni chini ya hali ya alkali yenye nguvu ya ayoni isiyo na maana, nyuzi za kromati sawa na shanga hupatikana. Ukubwa wao hauzidi 10 nm, na globules zimeunganishwa na sehemu za DNA, urefu ambao hauzidi 20 nm. Katika kipindi cha uchunguzi, iliwezekana kuanzisha uhusiano kati ya muundo wa DNA na bidhaa za kuoza.
Taarifa za kuvutia
Protini zisizo za histone huunda takriban asilimia ishirini ya protini za chromatin. Ni protini (isipokuwa zile zinazotolewa na chromosomes). Protini zisizo za histone ni kundi la pamoja la protini ambazo hutofautiana si tu katika sifa, bali pia katika umuhimu wa kiutendaji.
Nyingi kati yao hurejelea protini za matrix ya nyuklia, ambazo hupatikana katika uundaji wa viini vya interphase na katika kromosomu za mitotiki.
Protini zisizo za histone zinaweza kujumuisha takriban polima 450 zenye uzani tofauti wa molekuli. Baadhi yao ni mumunyifu katika maji, wakati wengine ni mumunyifu katika ufumbuzi wa tindikali. Kwa sababu ya udhaifu wa muunganisho wa kromatini wa mtengano unaoendelea mbele ya mawakala wa denaturing, kuna matatizo makubwa ya uainishaji na maelezo ya molekuli hizi za protini.
Protini za Nonhistone ni polima zinazodhibiti,unukuzi wa kusisimua. Pia kuna vizuizi vya mchakato huu ambavyo hufungamana katika mfuatano maalum kwenye DNA.
Protini za nonhistone pia zinaweza kujumuisha vimeng'enya vinavyohusika katika ubadilishanaji wa asidi nukleiki: RNA na DNA methylases, DNase, polimasi, protini za kromatini.
Mazingira ya misombo ya polimeri nyingi sawa inachukuliwa kuwa protini zisizo za histoni zilizosomwa zaidi zenye uhamaji mkubwa. Wana sifa ya uhamaji mzuri wa electrophoretic, uchimbaji katika suluhisho la chumvi ya kawaida.
Protini za HMG ziko katika aina nne:
- HMG-2 (m.w.=26,000),
- HMG-1 (m.w.=25,500),
- HMG-17 (m.w.=9247),
- HMG-14 (m.w.=100,000).
Seli hai ya miundo kama hii haina zaidi ya 5% ya jumla ya kiasi cha histones. Hutumika hasa katika chromatin amilifu.
Protini za
HMG-2 na HMG-1 hazijumuishwi katika nukleosomes, hufungamana tu na vipande vya DNA vya kiunganishi.
Protini HMG-14 na HMG-17 zinaweza kushikamana na polima zinazofanana na moyo za nyukleosomes, hivyo kusababisha mabadiliko katika kiwango cha mkusanyiko wa nyuzi za DNP, zitaweza kufikiwa kwa urahisi zaidi na RNA polymerase. Katika hali kama hiyo, protini za HMG huchukua jukumu la wadhibiti wa shughuli za maandishi. Ilibainika kuwa sehemu ya chromatin, ambayo ina unyeti ulioongezeka kwa DNase I, imejaa protini za HMG.
Hitimisho
Kiwango cha tatu cha mpangilio wa muundo wa chromatin ni vikoa vya kitanzi vya DNA. Katika kipindi cha utafiti, ilibainika kuwa tukuchambua kanuni ya vipengele vya msingi vya kromosomu, ni vigumu kupata picha kamili ya kromosomu katika mitosisi, katika awamu ya pili.
Msongamano wa DNA kwa mara 40 hupatikana kutokana na msongamano wa juu zaidi. Hii haitoshi kupata wazo halisi la saizi na sifa za chromosomes. Inaweza kuhitimishwa kimantiki kwamba lazima kuwe na viwango vya juu zaidi vya uunganisho wa DNA, kwa usaidizi huo itawezekana kubainisha kromosomu bila utata.
Wanasayansi wameweza kugundua viwango sawa vya mpangilio wa kromatini kutokana na utengano wake wa bandia. Katika hali kama hii, protini mahususi zitafungamana na sehemu fulani za DNA ambazo zina vikoa katika maeneo ya uhusiano.
Kanuni ya ufungashaji wa kitanzi cha DNA pia iligunduliwa katika seli za yukariyoti.
Kwa mfano, ikiwa viini vilivyotengwa vitatibiwa kwa myeyusho wa chumvi ya meza, uadilifu wa kiini utahifadhiwa. Muundo huu ulijulikana kama nyukleotidi. Ukingo wake unajumuisha idadi kubwa ya vitanzi vilivyofungwa vya DNA, ukubwa wa wastani ambao ni kb 60.
Kwa utengaji tayarishaji wa chromomere, na kufuatiwa na utolewaji wa histones kutoka kwao, miundo inayofanana na rosette iliyopigika itaonekana kwa darubini ya elektroni. Idadi ya vitanzi katika soketi moja ni kutoka 15 hadi 80, urefu wa jumla wa DNA hufikia mikroni 50.
Mawazo kuhusu muundo na sifa kuu za utendaji wa molekuli za protini, zinazopatikana wakati wa shughuli za majaribio, huruhusu wanasayansi kubuni dawa, kuunda ubunifu.mbinu bora za mapambano dhidi ya magonjwa ya kijeni.
