Строение и состав хроматина (часть 2)
Сердцевина нуклеосомы, связник, или спейсер-ДНК, которая присоединена к сердцевине нуклеосомы, и богатый лизином гистон H1 — вот компоненты, составляющие мононуклеосому, следующий уровень структуры хроматина. В то же время как каждый из гистонов Н2А, Н2В, Н3 и Н4 представлен в сердцевине нуклеосомы двумя молекулами, содержание гистона H1 в среднем близко к одной молекуле на сердцевину. Молекула гистона H1 гораздо крупнее молекул гистонов, входящих в сердцевину, в ней от 210 до 220 аминокислотных остатков, а аминокислотный состав подвержен значительно большим изменениям в процессе эволюции. В хроматине гистон H1, по-видимому, локализован там, где ДНК входит в сердцевину нуклеосомы и выходит из нее.
Можно измерить базовое расстояние между повторяющимися нуклеосомами, это расстояние неодинаково в хроматине из различных тканей. Различная длина ДНК в межнуклеосомном повторе определяется разнообразием по длине спейсерных участков ДНК, которая изменяется от нуля у дрожжей и низших эукариот до 60 пар оснований у ржи и до 80 пар оснований в сперме морского ежа. Длина нуклеосомного повтора может меняться и в ходе развития, однако причина этого неизвестна.
Организация нуклеосом в хроматине. Для образования высокоорганизованных структур, наблюдаемых в электронном микроскопе, необходима регулярная упаковка нуклеосом. Одна из таких структур, фибрилла диаметром 10 нм, по-видимому, состоит из линейной последовательности нуклеосом и, в свою очередь, сверхскручена в волокно диаметром 30 нм. Внутри такой фибриллы нуклеосомы соединены краями, а не лицевыми плоскостями, так что волокно диаметром 30 нм представляет собой непрерывную сверхспираль из нуклеосом по 6—7 нуклеосом на виток. Чтобы добиться уплотнения волокна еще на два порядка величины, используется принцип сверхскручивания, в результате возникает митотическая хромосома, однако об организации хромосом на этом уровне мы знаем очень мало. Тем не менее очевидно, что длинная непрерывная ДНК интерфазных хромосом организована в петли доменов, содержащие около 80 тысяч пар оснований, которые, по-видимому, удерживаются вместе FHK и белком.
Что касается транскрипционно активного хроматина, т.е. генов, которые активно транскрибируются в РНК, то есть данные, что состав и организация нуклеосомных структур отличается от таковых только что описанной обычной нуклеосомы, однако маловероятно, что регуляция транскрипции определяется только присутствием или отсутствием гистонов сердцевины нуклеосомы. В клеточном ядре присутствуют 15—20 важнейших негистоновых ядерных белков (кислых белков), молекулярная масса которых составляет от 10 до 200 кДа, а также множество других негистоновых белков, содержащихся в гораздо меньших количествах. Представляет интерес тот факт, что функционально активные гены при нормальном наборе гистонов могут содержать больше связанных с ними негистоновых белков. Пока неизвестно, какое значение имеет этот факт, однако, по-видимому, именно негистоновые белки играют важную роль в регуляции экспрессии генов, в то время как положительно заряженные гистоны и протамины существенны для сохранения структуры хроматина.
