Главная | Обратная связь

Взаимодействие ДНК и гистонов. Функции гистонов

Гистоны, образуя нуклеосому, вступают во взаимодействие с ДНК:
1) положительно заряженные спирали H2B, H3, и H4 взаимодействуют с отрицательно заряженными фосфатными группами молекулы ДНК
2) Водородные связи между остовом ДНК и амидными группами цепей гистонов
3) Неполярные связи между гистонами и дезоксирибозой ДНК
4) Водородные связи между боковыми цепями основных аминокислот гистонов (в основном лизина и аргинина) и кислородом фосфатных групп ДНК
5) Неспецифическое взаимодействие N-концевых "хвостов" H3 и H2B гистонов с малой бороздкой молекулы ДНК.

Взаимодействуя с ДНК, гистоны выполняют свои функции. Кроме рассмотренной выше структурной функции (участие в компактизации), гистоны участвуют в регуляции активности генов, репликации, репарации, рекомбинации ДНК. Гистоны подвергаются посттрансляционной модификации, что изменяет их взаимодействие с ДНК и ядерными белками. В основном модифицируются "хвосты", но могут модифицироваться и основные части белков (H2A и H3). Комбинация модификаций составляет "гистоновый код".
Как осуществляется регуляция активности генов? Рассмотрим схему:
В верхней части схемы- ДНК неметилирована, "хвосты" гистонов ацетилированы- это позволяет транскрипционным факторам и РНК-полимеразе "сесть" на нить ДНК и начать транскрипцию.
Средняя часть схемы- в результате действия метилтрансферазы ДНК метилируется (а следовательно не может транкрибироваться, т.к не может связаться с транскрипционными факторами). Это может активировать деацетилазу гистонов.
Нижняя часть схемы- метилирование ДНК и деацетилирование гистонов приводит к конденсации хроматина и невозможности связывания

транскрипционных факторов.

Согласно Tony Kouzarides из Gurdon Institute гистоны интегрируют многие сигнальные пути различных биологических процессов, в том числе метаболизма ДНК. Разбалансировка процессов модификации гистонов наблюдается при старении и возрастассоциированных заболеваниях, в основном онкологических