skanuj0035

Tabela 8.4. Długość nukleosomowego DNA

Typ komórki	Liczba par zasad
Aspergillus	154
Neurospora	170
Drożdże	165
Physarum	181
Komórki embrionalne jeżowca (gastrula)	218
Sperma jeżowca	241
Jajowód kury	196
Erytrocyty kury	207
Szpik kostny szczura	192
Wątroba szczura	196
Nerka szczura	196
Komórki HeLa	183

żującymi się konserwatywnością sekwencji aminokwasowej. Wskazuje to na uniwersalność struktury nukleosomowej podczas ewolucji.

Histon lU.wiąże się natomiast z łącznikowym DNA stabilizując dwa skręty DNA~wokół oktamem1nstonówv śprna on DNA";,wchodzący” i „schodzący” z cząstki rdzeniowej oddziałując z około 10 parami zasad obu „końców” DNA (rys. 8.2). Struktura zawierająca fragment DNA o długości około 166 par zasad, oktamerhistonówrdzeniowychijednąkopięhistonuHl określana jest mianem chromatosomu (tab. 8.5).

histon H1

11 nm

Rys. 8.2. Schemat budowy nukleosomu (wg Stryera, 1981)

Nazwa	Liczba par zasad DNA	Oktametr (H2A, H2B, H3, H4)2	Histon HI
Nukleosom	-200	+	+
Chromatosom	166	+	+
Cząstka rdzeniowa	146	+	-

Około 90% chromatynowego DNA zorganizowane jest w nukleosomy. Nukleosomowa struktura chromatyny występuje we wszystkich komórkach eukariotycznych. Wyjątek stanowią plemniki, w których w czasie spermatogenezy histony zastępowane są przez mniejsze i jeszcze bardziej zasadowe białka, tj. protaminy. Organizację nukleosomową wykazują również wewnątrzkomórkowe formy dwuniciowych DNA-wirusów, np. wirusa małpiego SV40. Histony w tych nukleosomach są pochodzenia eukariotycznego.

Solenoid

Strukturę wyższego rzędu, w tworzeniu której nieodzowna wydaje się obecność histonu HI określa się mianem snlenoidn (superspirali). będącego helikalną formą włókna nukleosomowego. Powstające włókno chromatynowe o średnicy około 30 nm i skoku 10-11 nm zawiera 6 nukleo-somów na skręt. Nukleosomy przypominające kształtem spłaszczone dyski ułożone są w solenoi-dzie tak, że ich powierzchnie twarzowe zorientowane są mniej więcej równolegle do długiej osi włókna. Obserwowane we włóknie 30 nm globułame jednostki (ang. superbeads) składające się z 6-14 nukleosomów wydają się powstawać w wyniku lokalnego przerwania ciągłości solenoidu i być może mają znaczenie funkcjonalne. Upakowanie nukleosomów w solenoidzie pozwala na pozorne skrócenie zawartego w nim DNA w przybliżeniu 40 razy (6-7 razy przez owinięcie DNA na oktamerze histonów i 6 razy przez superspiralne zwinięcie włókna nukleosomowego).

Doświadczenia nad rekonstytuowanymi nukleosomami wykazały, że histon HI nie wystarcza do odtworzenia włókna chromatynowego o średnicy 30 nm. Sugemje się udział również białek niehistonowych, zasadowych końców N histonów rdzenia zaangażowanych nie w interakcję histon-histon, ale prawdopodobnie w oddziaływanie histon-DNA, a także udział kationów dwu-wartościowych.

Struktury wyższego rzędu

Kolejny stopień uporządkowania strukturalnego, określany jako „model promienistych pętli”, odpowiada ułożeniu włókna o średnicy 30 nm w pętle (domeny) liczące 20-200 kpz. Rjtłe te swoją podstawą zakotwiczone są w białkowym rusztowaniu matriks jądrowej lub białek „scaffold”, stanowiącym osiową strukturę podporową chromosomów metafazowych. Białka szkieletowe (prawdopodobnie obok RNA) wydają się odpowiedzialne za ostateczną integrację materiału genetycznego, zarówno w czasie replikacji i transkrypcji, jak i w czasie mitozy i podziału komórkowego. Różnice w wewnętrznej strukturze frbryl interfazowych i metafazowych dotyczą stopnia ich upakowania. Pozorne skrócenie długości DNA w jądrach interfazowych wynosi od około 100 do 1000 razy, podczas gdy w chromosomach podziałowych — około 10 000 razy. Molekularne podstawy kondensacji chromatyny w czasie mitozy nie są ostatecznie wyjaśnione. Kontrakcja materiału genetycznego wydaje się spowodowana zmianami stężenia kationów dwu-

109