CancerQuest >> >>

Хроматин и экспрессия генов.

Все наши клетки, за исключением немногих (в том числе эритроцитов), содержат две полные копии нашего генома. Каждая хромосома состоит из отдельной молекулы двойной спирали ДНК, содержащей миллионы или даже сотни миллионов пар нуклеотидов. Эти молекулы очень тонкие и чрезвычайно длинные. В каждой клетке содержится приблизительно два метра (~ 6 футов) ДНК. Вся она должна быть упакована таким образом, чтобы поместиться в очень маленьком клеточном ядре. Для этого отрицательно заряженная ДНК конденсирована и плотно закручена вокруг положительно заряженных белков, называемых гистонами. Восемь белков гистонов (по две копии каждого из четырех различных белков) образуют кор, вокруг которого обмотана ДНК. Гистоны вместе с накрученной на них ДНК образуют структуру, называющуюся нуклеосомой. Каждая нуклеосома содержит только около 150 пар оснований, так что вдоль каждой хромосомы располагаются тысячи таких структур. Как показано на рисунке снизу, нуклеосомы соединены вместе небольшими отрезками ДНК и выглядят, как бусины на нитке:

Нуклеосомы могут далее упаковываться в присутствии дополнительных, негистоновых, белков, формируя хроматин.

Гистоны и транскрипция
Степень связывания ДНК с гистонами может изменяться с помощью процесса, который называется ацетилированием. Ферменты HAT переносят двууглеродную ацетильную группу на концы определенных аминокислот гистонов. Добавление ацетильной группы к положительно заряженной аминокислоте, такой как лизин, удаляет заряд и уменьшает общую афинность гистонов к негативно заряженной ДНК. В такой форме ДНК более доступна для транскрипционных факторов, и транскрипция усиливается.

Когда гистоны деацетилированы, положительные заряды сохраняются, и ДНК более плотно соединяется в нуклеосому. Деацетилирование ведет к репрессии транскрипции, потому что необходимые транскрипционные факторы, регуляторные факторы и РНК-полимеразный комплекс не могут получить доступ к ДНК.

HDACs могут играть и другие роли в экспрессии генов. Исследования обнаружили взаимодействия между HDAC и белками, которые напрямую регулируют экспрессию генов. Также было показано, что они сами взаимодействуют с транскрипционными факторами. Все это указывает на важную роль, которую играют HDAC в регуляции клеточной транскрипции.