Struktura chromatyny

1 Struktura chromatyny Wykład 3 DNA w jądrze jest bardzo silnie skondensowane Nić DNA • 2  metry  DNA  w  każdej komórce • 5  x  1010 km DNA w ludzkim ciele Skondensowany fragment chromosomu Chromosom metafazowy Włókno nukleosomowe Włókno 30-sto nm Chromatyna interfazowa Całkowita długość 46 chromosomów  metafazowych wynosi tylko 200 µm Główna powtarzająca się jednostka  strukturalna chromatyny to nukleosom Oudet et al. (1975). Electron microscopic and biochemical evidence that chromatin structure is a repeating unit. Cell 4, 281-300. Struktura atomowa nukleosomu Histon łącznikowy 2 Modele struktury włókna 30-sto nm Histony – najbardziej uniwersalne białka w  przyrodzie  • H1 (H5)– najbardziej zmienny (213 aa) • H2A i H2B – silnie konserwatywne (129 i 125 aa) • H3 i H4 – najbardziej konserwatywne białka w przyrodzie (135 i 102 aa) • H4  – między grochem i krową różnica tylko dwóch aminokwasów Regulacja organizacji chromatyny w czasie  i przestrzeni 1. Kowalencyjne modyfikacje post-translacyjne histonów 2. Metylacja DNA 3. Wymiana histonów na ich warianty sekwencyjne lub na  histony o innych modyfikacjach post-translacyjnych,  a także przesuwanie nukleosomów wzdłuż DNA przez  ATP-zależne kompleksy przebudowujące chromatynę Kowalencyjne modyfikacje histonów • Fosforylacja (seryna i treonina) • Acetylacja (lizyna) • Metylacja (lizyna i arginina) • Ubikwitynacja (lizyna) • Sumoilacja • ADP-rybozylacja • Glikozylacja • Biotynylacja • Karbonylacja 3 Kowalencyjne modyfikacje histonów dotyczą  głównie N-końcowych ogonów Acetylacja histonów Seria acetylo-lizyn (bardziej obojętne niż  dodatnio naładowane lizyny) na ogonach histonów  osłabia interakcje elektrostatyczne między  histonami a DNA, co pozwala na rozluźnienie  chromatyny i dostępność DNA dla czynników  transkrypcyjnych Inne funkcje: regulacja replikacji DNA, naprawy  DNA poprzez przebudowę chromatyny;  acetylowane lizyny są wtedy miejscami  przyłączenia dla odpowiednich białek  regulacyjnych za pośrednictwem bromodomeny Za acetylację odpowiedzialne są  acetylotransferazy (HAT), np. GCN5 czy  p300/CBP, a donorem grupy acetylowej jest  acetylo-CoA Acetylacja jest odwracalna; deacetylacje przeprowadzają deacetylazy (HDAC), np. Sir2,  przy udziale NAD+; produktami końcowymi są  nikotynoamid i Ac-ADP-ryboza Metylacja histonów • Metylacja lizyny powoduje zwiększenie  hydrofobowego i kationowego charakteru tej  reszty aminokwasowej; w zależności od enzymy  lizyna może być mono, di lub trimetylowana. • Di (H3Lys9) i trimetylacja (H3Lys27), także  metylacja H3 Lys14, stanowi epigenetyczny sygnał,  że dany region powinien być transkrypcyjnie

(…)

… w histonach H3 i H4 koreluje z obszarami aktywnymi
transkrypcyjnie, np. metylacja Arg 3 w histonie H4 ułatwia acetylację tego
histonu i wzmacnia aktywację transkrypcji przez jądrowe receptory
hormonów (grupa regulatorów transkrypcji).
•
Domena katalityczna odpowiedzialna za metylację specyficznych arginin to
PRMT (protein R methyltransferase); donorem grupy metylowej jest Sadenozyl-L-metionina…
... zobacz całą notatkę