什么是組蛋白

組蛋白是一種帶正電荷的蛋白質(zhì)，是染色體中發(fā)現(xiàn)的基本蛋白質(zhì)類(lèi)型。五種類(lèi)型的組蛋白是 H1、H2A、H2B、H3 和 H4。組蛋白的主要功能是幫助細(xì)胞核內(nèi)DNA的濃縮包裝。組蛋白和DNA之間的相互作用如圖1所示。

圖1.組蛋白-DNA相互作用

參與組蛋白核心形成的四種組蛋白是H2A，H2B，H3和H4。DNA纏繞在組蛋白核心周?chē)纬蒁NA線圈。組蛋白通過(guò)形成兩種類(lèi)型的染色質(zhì)（稱(chēng)為真染色質(zhì)和異染色質(zhì)）在基因表達(dá)的調(diào)節(jié)中起主要作用。真染色質(zhì)含有松散包裝的DNA，表達(dá)率高。然而，異染色質(zhì)含有緊密包裝的DNA，很少在該區(qū)域表達(dá)基因。

組蛋白如何幫助DNA的盤(pán)繞

生物體的基因組由大量核苷酸組成，編碼生物體發(fā)育和功能的整個(gè)遺傳信息。所有這些核苷酸都應(yīng)該包含在稱(chēng)為細(xì)胞核的微觀結(jié)構(gòu)中的微小空間內(nèi)。因此，需要一種將DNA緊密包裝到細(xì)胞核中的機(jī)制。組蛋白通過(guò)將DNA包裹在組蛋白核心周?chē)?，參與DNA線圈高度縮合結(jié)構(gòu)的形成。這種螺旋結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為核小體。包裹在組蛋白核心周?chē)腄NA如圖2所示。

圖2.核小體

組蛋白核心由組蛋白八聚體組成，八聚體由四種組蛋白中的兩種組合組成，即 H2A、H2B、H3 和 H4。一個(gè)146個(gè)堿基對(duì)長(zhǎng)的DNA片段包裹在核小體中的組蛋白核心周?chē)＿@種包裹在組蛋白八聚體上形成大約1.7匝。然后，稱(chēng)為H1的第五種組蛋白與組蛋白核心結(jié)合，允許在組蛋白核心周?chē)硗?0個(gè)堿基對(duì)DNA。由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為色譜體。因此，166個(gè)堿基對(duì)長(zhǎng)的DNA片段包裹在染色體上。數(shù)以千計(jì)的核小體通過(guò)稱(chēng)為接頭DNA的DNA片段連接在一起。接頭DNA由20個(gè)堿基對(duì)組成。這形成了長(zhǎng)鏈的核小體，在顯微鏡下使珠子處于弦狀結(jié)構(gòu)上。將DNA包裝成核小體使DNA鏈的長(zhǎng)度縮短了七倍。形成的染色質(zhì)纖維的直徑為20nm。然而，染色質(zhì)進(jìn)一步卷繞成30nm纖維，形成高階結(jié)構(gòu)。

核小體代表DNA的線圈。它作為染色體的基本結(jié)構(gòu)和重復(fù)單元，在字符串外觀上生成珠子。這意味著染色體由DNA超級(jí)線圈組成。?

結(jié)論

大多數(shù)生物的基因組由長(zhǎng)鏈核苷酸組成，這些核苷酸應(yīng)該包裝成細(xì)胞核。組蛋白是允許DNA緊密包裝到細(xì)胞核中的相關(guān)蛋白質(zhì)。一段DNA包裹在組蛋白核心上，產(chǎn)生稱(chēng)為核小體的DNA線圈。由于染色體由一系列核小體組成，因此被認(rèn)為在染色體結(jié)構(gòu)中具有超螺旋性質(zhì)。