skanuj0033

Na podstawie dotychczas poznanych właściwości białka niehistonowe można podzielić na: białk-a-o^haraktereeenzymaty&znym^hiałka-iEgnlaterowerbrałka-stfukliiralne^

Enzymy. Wśród białek niehistonowych zidentyfikowano szereg enzymów związąnychime-taboiizjnem i;.modyfikacją poszczególnych składników-jądra-komórkowego. Z uwagi na typ substratu, którym mogą być DNA, RNA, histony i białka niehistonowe, enzymy te można podzielić na dwie zasadnicze grupy, tj. enzymy związane z syntezą i przemianami kwasów nukleinowych oraz enzymy modyfikujące białka jądrowe. Do pierwszej grupy należą enzymy takie jak: polimerazy DNA, polimerazy RNA, polimerazy poli(A), terminalne nukleotydylotrans-ferazy, ligazy polinukleotydowe, N-glikozydazy, metylazy, kinazy polinukleotydowe, topoizome-razy oraz nukleazy. Do enzymów drugiej grupy zalicza się natomiast: proteazy, kinazy, fosfatazy, metylotransferazy, acetylotransferazy, deacetylazy, polimerazy poli(ADP-iybozy), glikohydrola-zy poli(ADP-rybozy).

Białka regulatorowe. Białka niehistonowe spełniają szereg wymogów stawianych regiriato-rofflufunkcjLgenów. Charakteryzują się one znaczną niejednorodnością oraz molekularną specyficznością komórkową, tkankową i gatunkową, selektywnością interakcji z DNA, ulegają zmianom w poszczególnych fazach cyklu komórkowego, w trakcie różnicowania komórkowego i organogenezy, w odpowiedzi na stymulację hormonami, mitogenami, podczas transformacji nowotworowej, a także warunkują swoistość transkrypcji. Różnorodność białek regulatorowych, jak również złożoność mechanizmów ich działania utrudnia precyzyjne określenie funkcji indywidualnych komponentów niehistonowych. Są to białka o charakterze pozytywnych i negatywnych efektorów transkrypcji, białka oddziałujące z polimerazą RNA (kontrola transkrypcji na poziomie enzymu) lub z DNA czy chromatyną (kontrola transkrypcji na poziomie genu), jak również białka związane z aktywną lub potencjalnie aktywną chromatyną w danym typie komórki oraz białka związane z loci aktywnymi w danym momencie rozwoju. Z jednej strony białka niehistonowe mogą być elementami kontrolującymi, z drugiej zaś elementami strukturalnymi rozpoznawanymi przez inne makrocząsteczki. Duże znaczenie w aktywacji genów odgrywają zapewne zarówno modyfikacje postsyntetyczne, którym ulegają białka niehistonowe, jak i różnice w stężeniu określonych komponentów.

Białka strukturalne. Do białek strukturalnych zalicza się obecnie białka HMG oraz białko A-24. Białka HMG (ang. High Mobility Group) reprezentują frakcję białek niehistonowych o wysokiej ruchliwości elektroforetycznej. Ekstrahują się one z chromatyny za pomocą 0,35 mol roztworu NaCl lub 0,75 mol roztworu kwasu nadchlorowego i nie wytrącająsię w środowisku 2% kwasu trichlorooctowego. Ze względu na stosunkowo niską niejednorodność i dohrą rozpuszczalność białka HMG, powszechnie występujące w różnych organizmach i tkankach Eukaryota, stanowią jedne z najlepiej poznanych białek niehistonowych. Na podstawie właściwości fizykochemicznych w obrębie białek HMG wyróżnia się dwie grupy komponentów. Do pierwszej z nich zalicza się białka o masach około 26 kD, tj. białka HMG-1 i HMG-2 charakterystyczne dla tkanek ssaków, HMG-E typowe dla erytrocytów ptaków oraz HMG-T specyficzne dla gruczołów jądrowych pstrąga, natomiast do drugiej — białka o masach w zakresie 8-10 kD, tj. białka HMG-14, HMG-17 (tkanki ssaków) oraz H6 (gruczoły jądrowe pstrąga). Cechą charakterystyczną białek HMG jest wysoka zawartość aminokwasów zarówno zasadowych (ok. 25%) jak i kwaśnych (ok. 30%), które asymetrycznie rozmieszczane są wzdłuż łańcucha polipeptydowego. Ujemnie naładowany region końca C 44 aminokwasów w cząsteczce HMG-1 zawiera sekwencję 41 reszt kwasu glutaminowego i asparaginowego, a w przypadku białka HMG-17 na 31 reszt w obrębie końca C łańcucha stwierdzono tylko 4 aminokwasy zasadowe. Białka HMG-1 i HMG-2, zawierające odpowiednio 259 i 251 reszt aminokwasowych, charakteryzują się obecnością dwóch

reszt tryptofanu i co najmniej 1 reszty cysteiny. Białka HMG-14 (100 reszt aminokwasowych) i HMG-17 (89 reszt aminokwasowych) nie zawierają'metioniny, cysteiny, izoleucyny i aminokwasów aromatycznych. W przeciwieństwie do białek HMG-14 i HMG-17 nie wykazujących uporządkowania drugo- i trzeciorzędowej struktury, 40-50% łańcucha polipeptydowego białka HMG-1 oraz HMG-2 występuje w postaci helikalnej.

Białka HMG nie wykazują specyficzności tkankowej ani gatunkowej, zarówno pod względem jakościowym, jak i ilościowym, mają zdolność interakcji z histonami oraz DNA, są obecne w około 10% nukleosomów, a ponadto związane są z aktywną częścią genomu (p. rozdz. 10).

Zawartość białek HMG wynosi 10⁵-10⁶ cząsteczek na jądro komórkowe, czyli jest wyższa od tej jaką można oczekiwać dla białek o charakterze regulatorowym, co razem z konserwatyw-nością struktury tych białek wydaje się sugerować, że białka HMG podobnie jak histony stanowią strukturalny składnik chromatyny. W przeciwieństwie jednak do histonów ich synteza nie jest skorelowana z syntezą DNA, nie jest hamowana przez inhibitory syntezy DNA, a mRNAs HMG-1 i HMG-2 są poliadenyłowane.

Białko A-24 jest białkiem o strukturze w kształcie litery „Y”, zawierającym dwa N-końcowe i jeden C-końcowy aminokwas. W skład białka A-24 wchodzi histon H2A (129 aminokwasów) i ubikwityna (76 aminokwasów), której grupa karboksylowa C-końcowej glicyny tworzy wiązanie izopeptydowe z e-aminową grupą lizyny w pozycji 119 histonu H2A. Masa tego kompleksu wynosi około 28,5 kD (14 kD — histon H2A, 8,5 kD — ubikwityna). Białko A-24 charakteryzuje się wysokim obrotem metabolicznym (okres półtrwania około 90 min) i ekstrahuje się z chromatyny razem z histonami rdzenia, natomiast sama ubikwityna — razem z białkami HMG.

Od 5 do 15% histonu H2A w chromatynie występuje w formie białka A-24. Z dwóch cząsteczek H2A w nukleosomie jedna sprzężona jest z ubikwityną, a więc od 10-30% nukleosomów zawiera ubikwitynę (niewielka ilość histonu H2B może być również skompleksowana z ubikwityną). Rola białka A-24 w jądrze komórkowym nie jest znana, ale konserwatywność struktury ubikwityny sugeruje jej uniwersalną funkcję. Stwierdzono, że zawartość białka A-24 maleje w czasie powiększenia jąderek wywołanego tioacetamidem, czy w regenerującej wątrobie. Wydaje się, że sprzężenie ubikwityny z histonem H2A zmienia konformację chromatyny w kierunku obniżenia jej aktywności matrycowej. Brak białka A-24 w chromosomach metafazo-wych wskazuje jednak, że sugerowana represja aktywności genetycznej nie jest prostym mechanizmem lub też, że jest to składnik chromatyny zapobiegający kondensacji w interfazie. Białko

A-24 szczególnie efektywnie ulega ADP-rvbozvłacii. co może bvć związane z iego funkcją.

Każdy "rodzaj..cytapJa?B»^W2iiegO’'RNA jest syntetyzowanym na podstawie~wzorcaJD])Ł4s , jądrowego. RNA stanowi więc jakby przejściowy składnik chromatyny.

Wśród wysokocząsteczkowych RNA wyróżnia się dwie grupy. Do pierwszej grupy należy RNA przenoszący informację genetyczną dla biosvrit6źv~białgks-j£.st to heterogenny RNA ~fhnRNA)7którego tylko część stanowi informacyjny RNA (mRNA, p. s. 134). Do drugiejghipy wysokocząsteczkowych RNA należy syntetyzowany w jąderku prerybosomowy RNA, będący prekursorem rybosomowego RNA.(rRNA. p. s. 137).

Wśród RNA o niskiej masie cząsteczkowej (stała sedymentacji 4-8S) wyróżnia się frakcje RNA przenikające do cytoplazmy oraz frakcje nie opuszczające jądra. Do pierwszej kategorii należy 4S RNA (tRNA; transportujący' aminokwasy w :procesie,bipsyptęży43i.ąJek) oraz 5S RNA, znajdujący się w największej ilości we frakcji rybosomów cytoplazmatycznych, połączony z większą podjednostką rybosomów. Znaczna część pozostałych niskocząsteczkowych RNA,

105