生物化學(xué)核小體由什么組成,如何形成 核小體是如何組成染色質(zhì)的?
DNA和組蛋白;人們接著用化學(xué)交聯(lián)、高鹽分離組蛋白,以及X衍射等方法進(jìn)一步研究組蛋白多聚體的結(jié)構(gòu)、排列以及怎樣和DNA結(jié)合的,從而建立了核小體模型。
1984年Klug和Butler進(jìn)行了修正。核小體的構(gòu)造可表示:每一個(gè)核小體結(jié)合的DNA總量為200bp左右,一般在150~250變化范圍輕微消解染色質(zhì)而得知的。連接兩個(gè)核小體的連接DNA是最容易受到這種酶的作用,因此微球菌核酸酶在連接DNA處被切斷。
此時(shí)每個(gè)重復(fù)單位的DNA長約200bp,而且是和五種組蛋白相結(jié)合,保持著核小體的結(jié)構(gòu)。也就是“繩珠”結(jié)構(gòu)的繩被切斷,剩下一個(gè)一個(gè)的“珠”。
臨床意義:
抗核小體抗體比抗dsDNA抗體、抗組蛋白抗體更早出現(xiàn)于系統(tǒng)性紅斑狼瘡的早期,并且特異性較高。陽性率為50-90%,特異性>98%。每個(gè)核小體單位包括200bp左右的DNA超螺旋和一個(gè)組蛋白八聚體及一個(gè)分子H1;組蛋白八聚體構(gòu)成核小體的盤狀核心結(jié)構(gòu);
146bp的DNA分子超螺旋盤繞組蛋白八聚體1.75圈,組蛋白H1在核心顆粒外結(jié)合額外20bp DNA,鎖住核小體DNA的進(jìn)出端,起穩(wěn)定核小體的作用。
包括組蛋白H1和166bp DNA的核小體結(jié)構(gòu)又稱染色質(zhì)小體;兩個(gè)相鄰核小體之間以連接DNA相連,典型長度60bp,不同物種變化值為0~80bp;組蛋白與DNA之間的相互作用主要是結(jié)構(gòu)性的,基本不依賴于核苷酸的特異序列。
實(shí)驗(yàn)表明,核小體具有自組裝的性質(zhì);核小體沿DNA的定位受不同因素的影響,進(jìn)而通過核小體相位改變影響基因表達(dá)。
核小體核小體由DNA和組蛋白(histone)構(gòu)成。由4種組蛋白H2A、H2B、H3和H4,每一種組蛋白各二個(gè)分子,形成一個(gè)組蛋白八聚體,約200bp的DNA分子盤繞在組蛋白八聚體構(gòu)成的核心結(jié)構(gòu)外面,形成了一個(gè)核小體。這時(shí)染色質(zhì)的壓縮包裝比(packingratio)為6左右,即DNA由伸展?fàn)顟B(tài)壓縮了近6倍。200bpDNA為平均長度;不同組織、不同類型的細(xì)胞,以及同一細(xì)胞里染色體的不同區(qū)段中,盤繞在組蛋白八聚體核心外面的DNA長度是不同的。如真菌的可以短到只有154bp,而海膽精子的可以長達(dá)260bp,但一般的變動(dòng)范圍在180bp到200bp之間。在這200bp中,146bp是直接盤繞在組蛋白八聚體核心外面,這些DNA不易被核酸酶消化,其余的DNA是用于連接下一個(gè)核小體。連接相鄰2個(gè)核小體的DNA分子上結(jié)合了另一種組蛋白H1。組蛋白H1包含了一組密切相關(guān)的蛋白質(zhì),其數(shù)量相當(dāng)于核心組蛋白的一半,所以很容易從染色質(zhì)中抽提出來。所有的H1被除去后也不會(huì)影響到核小體的結(jié)構(gòu),這表明H1是位于蛋白質(zhì)核心之外的。染色體是一個(gè)獨(dú)立行動(dòng)的結(jié)構(gòu)單位,在細(xì)胞分裂時(shí)傳遞給子細(xì)胞一份染色體拷貝。因此每條染色體必須能復(fù)制,所復(fù)制的拷貝最后分離并被正確地分配到兩個(gè)子細(xì)胞中。這些基本功能是由真核生物染色體三種特定的DNA序列所控制,即DNA復(fù)制起點(diǎn)、著絲粒和端粒。從DNA到染色體不論是形態(tài)還是長度都相差很大。人類最長的第一個(gè)染色體全長僅10mm,但其DNA卻長達(dá)7.2cm;一個(gè)細(xì)胞核直徑僅5nm,在這樣一個(gè)小小的空間中卻要納下全長近200cm的DNA,人們不禁要問DNA如何形成染色體,納入小小的核中。解決這個(gè)問題同樣是由很多科學(xué)家差不多經(jīng)過20年的努力,最終提出了為大多數(shù)能接受的模型¾側(cè)環(huán)模型。
核小體早在1956年為雙螺旋模型提供X衍射證據(jù)的Wilkins和另一位科學(xué)家VittorioLuzzati對(duì)染色質(zhì)進(jìn)行了X衍射研究,發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)中具有間隔為100Å的重復(fù)性結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)和DNA本身的結(jié)構(gòu)從來不會(huì)表現(xiàn)出這種重復(fù)性。推測可能是組蛋白和DNA的結(jié)合方式迫使DNA折疊或纏繞成具有100Å;周期的重復(fù)結(jié)構(gòu)。Clark和Felsenfeld于1971年首先用葡萄球菌核酸酶(Staphylococcalnuclease)來作用染色質(zhì),發(fā)現(xiàn)有一些區(qū)域?qū)怂崦该舾校幸恍﹦t不敏感,不敏感的區(qū)域比較均一,這暗示染色體中存在著某些亞單位。接著Hewish和Burgoyun(1973年)用內(nèi)源核酸酶消化細(xì)胞核,再從核中分離出DNA,結(jié)果發(fā)現(xiàn)一系列DNA片段,它們相當(dāng)于長約200bp的一種基本單位的多聚體。表明組蛋白結(jié)合在DNA,以一種有規(guī)律的方式分布,以致產(chǎn)生對(duì)核酸酶敏感的只是某些限定區(qū)域。M.Noll(1974年)用外源核酸酶處理染色質(zhì),然后進(jìn)行電泳,證實(shí)了以上結(jié)果,他測得前三個(gè)片段的長度分別為205,405,605bp長,每個(gè)片段相差200bp,即染色質(zhì)可能以200bp為一個(gè)單位。這正好和以下電鏡觀察的結(jié)果相映證。與此同時(shí)Olins夫婦(1974)和PierreChambon等(1975)在電鏡下觀察到大鼠胸腺和雞肝染色質(zhì)的“繩珠”狀結(jié)構(gòu),小球的直徑為100Å,Olins并把這種小球稱為n小體(n-body即nubody),有時(shí)譯成鈕體。X衍射圖表明組蛋白的多聚體都是緊密相聯(lián),并無可容納像DNA分子那樣大小的孔洞,所以不可能由DNA之“繩”穿過組蛋白之“珠”,而只可能是DNA纏繞在“珠”的表面。核小體電泳的結(jié)果和電鏡觀察到“繩珠”結(jié)構(gòu)之間是什么樣的關(guān)系呢?Kornberg和Thomas1974年用實(shí)驗(yàn)回答了這一問題。他們先用小球菌核酸酶稍稍消化一下染色質(zhì),切斷一部分200核苷酸對(duì)單位之間的DNA,使其中含有單體、二聚體、三聚體和四聚體等。然后經(jīng)離心將它們分開。每一組再通過凝膠電泳證明其分子大小及純度。然后分別用電鏡來觀察各組的材料;結(jié)果單體均為一個(gè)100Å的小體,二聚體則是兩個(gè)相聯(lián)的小體,同樣三聚體和四聚體分別由三個(gè)小體和四個(gè)小體組成,表明200核苷酸的電泳片段長度級(jí)差正好是電鏡觀察到的一個(gè):“繩珠”單位,他們稱其為核小體(nucleosome)或核粒,提出了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的“繩珠”模型。人們接著用化學(xué)交聯(lián)、高鹽分離組蛋白,以及X衍射等方法進(jìn)一步研究組蛋白多聚體的結(jié)構(gòu)、排列以及怎樣和DNA結(jié)合的,從而建立了核小體模型。1984年Klug和Butler進(jìn)行了修正。每一個(gè)核小體結(jié)合的DNA總量為200bp左右,一般在150~250變化范圍(micrococcalnuclease)輕微消解染色質(zhì)而得知的。連接兩個(gè)核小體的連接DNA(linkerDNA)是最容易受到這種酶的作用,因此微球菌核酸酶在連接DNA處被切斷,此時(shí)每個(gè)重復(fù)單位的DNA長約200bp,而且是和五種組蛋白相結(jié)合,保持著核小體的結(jié)構(gòu)。也就是“繩珠”結(jié)構(gòu)的繩被切斷,剩下一個(gè)一個(gè)的“珠”。核小體是染色體的基本單位
核小體結(jié)構(gòu)核小體是染色體的功能亞單位,是DNA與組蛋白形成的復(fù)合體,存在于細(xì)胞核中。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,dsDNA、抗dsDNA抗體復(fù)合物在狼瘡腎炎發(fā)病機(jī)制中起主要作用,但是游離、裸露的DNA在血液循環(huán)中并不存在。有人從系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)患者外周血中檢測到核小體,證實(shí)DNA是以核小體的形式存在于外周循環(huán)中,確定了外周血中游離的核小體是細(xì)胞凋亡所產(chǎn)生的寡聚核小體,并認(rèn)為在SLE發(fā)生中,核小體是主要的自身抗原,并且這種核小體的免疫原性很強(qiáng),驅(qū)動(dòng)輔助T細(xì)胞進(jìn)行自身免疫應(yīng)答,誘導(dǎo)產(chǎn)生抗核小體抗體
核小體是由DNA和組蛋白形成的染色質(zhì)基本結(jié)構(gòu)單位。染色質(zhì)就是由一連串的核小體所組成。
核小體的形狀類似一個(gè)扁平的碟子或一個(gè)圓柱體,每個(gè)核小體由146bp的DNA纏繞組蛋白八聚體1.75圈形成。核小體核心顆粒之間通過50bp左右的連接DNA相連。形成核小體的組蛋白有幾種,每一種組蛋白各二個(gè)分子,形成一個(gè)組蛋白八聚體,約200 bp的DNA分子盤繞在組蛋白八聚體構(gòu)成的核心結(jié)構(gòu)外面,形成了一個(gè)核小體。
核小體由DNA和組蛋白(histone)構(gòu)成,是染色體的基本結(jié)構(gòu)單位,是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)亞基。
核小體的形成:由幾種組蛋白, 每一種組蛋白各二個(gè)分子,形成一個(gè)組蛋白八聚體,約200 bp的DNA分子盤繞在組蛋白八聚體構(gòu)成的核心結(jié)構(gòu)外面,形成了一個(gè)核小體。
在電鏡下可見其成捻珠狀,前者包括組蛋白H2A,H2B,H3和H4各兩分子構(gòu)成的致密八聚體(又稱核心組蛋白),以及纏繞其上一又四分之三圈長度約為200bp的DNA鏈;后者包括兩相鄰核心顆粒間約60bp的連接DNA和位于連接區(qū)DNA上的組蛋白H1,連接區(qū)使染色質(zhì)纖維獲得彈性。
由DNA和組蛋白組成。組蛋白H2A,H2B,H3,H4各兩分子構(gòu)成核小體的核心八聚體;且雙鏈DNA以負(fù)超螺旋在其外繞1.75圈(約150bp)構(gòu)成核小體
原題:由染色質(zhì)到染色體由什么四級(jí)結(jié)構(gòu)
DNA雙螺旋依次在每個(gè)組蛋白8聚體分子的表面盤繞約1.75圈,其長度相當(dāng)于140個(gè)堿基對(duì)。組蛋白8聚體與其表面上盤繞的DNA分子共同構(gòu)成核小體。在相鄰的兩個(gè)核小體之間,有長約50~60個(gè)堿基對(duì)的DNA連接線。在相鄰的連接線之間結(jié)合著一個(gè)第5種組蛋白(H1)的分子。密集成串的核小體形成了核質(zhì)中的100...
核小體的復(fù)制過程
人們用人類細(xì)胞的抽提物建立了一種模仿系統(tǒng),使SV40 DNA復(fù)制并裝配產(chǎn)生染色質(zhì)。這個(gè)裝配反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生在復(fù)制的DNA上。這需要一種輔助因子,CAF-1,它含有五個(gè)以上的亞基,總分子量238KD。CAF-1的作用是化學(xué)劑量性的。其功能是和新合成的H3,H4結(jié)合,它儲(chǔ)存在復(fù)制叉上,形成的核小體很快地延伸到200bp...
組蛋白含量
在細(xì)胞核中,組蛋白含量約為每克DNA 1克。大部分真核生物含有5種組蛋白,而兩棲類、魚類和鳥類則以H5替代或補(bǔ)充H1。染色質(zhì)由核小體組成,這些核小體的核心部分是H2A、H2B、H3和H4的8聚體,而H1則通過與線形DNA結(jié)合,幫助形成染色質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。盡管組蛋白的保守性極高,其序列在不同物種間差異...
大學(xué)生化重點(diǎn)
三級(jí)結(jié)構(gòu)是在雙螺旋基礎(chǔ)上進(jìn)一步扭曲形成超螺旋,使體積壓縮。在真核生物細(xì)胞核內(nèi),DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)與一組組蛋白共同組成核小體。在核小體的基礎(chǔ)上,DNA鏈經(jīng)反復(fù)折疊形成染色體。 3、功能 DNA的基本功能就是作為生物遺傳信息復(fù)制的模板和基因轉(zhuǎn)錄的模板,它是生命遺傳繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ),也是個(gè)體生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。 DNA中的核糖...
提取染色體dna的基本原理,操作中注意什么
DNA與組蛋白構(gòu)成核小體,核小體纏繞成中空的螺旋管狀結(jié)構(gòu),即染色絲,染色絲再與許多非組蛋白形成染色體。染色體存在于細(xì)胞核中,外有核膜及胞膜。從組織中提取DNA必須先將組織分散成單個(gè)細(xì)胞,然后破碎胞膜及核膜,使染色體釋放出來,同時(shí)去除與DNA結(jié)合的組蛋白及非組蛋白。注意事項(xiàng):1.盡量簡化操作步驟...
請(qǐng)教!關(guān)于染色體方面的問題!!
與染色質(zhì)具有同樣的化學(xué)成分,即由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成,兩者僅是在細(xì)胞周期不同階段表現(xiàn)出在形態(tài)和構(gòu)型上之不同。通常用四級(jí)結(jié)構(gòu)模型或袢環(huán)模型(loopmodel)解釋染色體的包裝過程:核小體(nucleo-some)為染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位,由核小體盤旋纏繞為二級(jí)結(jié)構(gòu)的螺旋管,由螺旋管進(jìn)一步螺旋盤繞為三級(jí)結(jié)構(gòu)的...
生物世界的螺旋現(xiàn)象有什么特點(diǎn)?
除此之外,學(xué)者還注意到:一些亞細(xì)胞器也有形成螺旋體的趨勢。像核小體就是由DNA分子纏繞組蛋白,形成為螺線管、超螺線管等形狀的。又如細(xì)胞質(zhì)中的微管也是螺旋狀,并且凡是由微管構(gòu)成的細(xì)胞器,像鞭毛、纖毛、中心體等,都保持著螺旋狀結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在學(xué)者還搞清楚了分子水平和宏觀水平間的密切相關(guān)性。例如,...
動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞的區(qū)別?
真核生物細(xì)胞核中的DNA具有一種特殊的超螺旋結(jié)構(gòu),即DNA雙螺旋分子有規(guī)律地纏繞于組蛋白八聚體上形成核小體,核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位(見“染色體”條)。 RNA的結(jié)構(gòu) RNA的分子結(jié)構(gòu)與DNA不同,絕大多數(shù)天然RNA分子都以單鏈形式存在。但RNA多核苷酸鏈的某些部位能夠折疊,在折疊區(qū)中堿基的位置靠近,也可通過氫鍵...
《植物學(xué)》第二章 相關(guān)名詞解釋和填空
細(xì)胞核主要化學(xué)成分:蛋白質(zhì),擬脂,酶和其他無機(jī)成分。核內(nèi)主要含DNA,是染色質(zhì)的組成部分。 細(xì)胞核主要功能:控制細(xì)胞的遺傳,生長和發(fā)育。 (三)線粒體 線粒體的膜:由磷脂構(gòu)成,也含有蛋白質(zhì)分子,用丙酮-水混合液從線粒體提取出來90%的類脂,結(jié)構(gòu)仍基本完整,表明蛋白質(zhì)分子提供結(jié)構(gòu)的大部分。 線粒體的重要功能:...
組蛋白的特點(diǎn)
染色體(chromosome)是基因的載體,染色體包括DNA和蛋白質(zhì)兩部分。真核細(xì)胞染色體上的蛋白質(zhì)主要包括組蛋白和非組蛋白。組蛋白是一類較小而帶有正電荷的核蛋白,與DNA有很高的親和力。組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白,它與DNA組成核小體。由DNA和組蛋白組成的染色質(zhì)(chromatin)纖維細(xì)絲是許多核小體連接而成的...
相關(guān)評(píng)說:
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