뉴 클레오는 진핵 생물의 DNA의 기본 포장 단위입니다. 따라서 염색질에 대한 가장 작은 압축 요소입니다.
뉴 클레오 솜은 히스톤이라고하는 단백질의 8 량체 또는 약 140nt의 DNA가 감겨있는 드럼 모양의 구조로 만들어져 거의 두 번의 완전한 턴을 만듭니다.
Nucleosome 구조
또한 추가로 40-80 nt의 DNA가 뉴 클레오 솜의 일부로 간주되며, 이는 더 복잡한 염색질 구조 (예 : 30nm 염색질 섬유)에서 한 뉴 클레오 솜과 다른 뉴 클레오 솜 사이의 물리적 연속성을 허용하는 DNA의 일부입니다.
히스톤 코드는 분자 적으로 가장 잘 이해 된 후성 유전 학적 제어 요소 중 하나였습니다.
풍모
뉴 클레오 솜은 다음을 허용합니다.
- 제한된 핵 공간에 맞는 DNA 포장.
- 그들은 발현되는 염색질 (유 크로 마틴)과 무성 염색질 (헤테로 크로 마틴) 사이의 분할을 결정합니다.
- 그들은 핵에서 공간적으로나 기능적으로 모든 염색질을 구성합니다.
- 이들은 소위 히스톤 코드를 통해 단백질을 코딩하는 유전자의 발현 및 발현 수준을 결정하는 공유 변형의 기질을 나타냅니다.
구성 및 구조
가장 기본적인 의미에서 뉴 클레오 솜은 DNA와 단백질로 구성됩니다. DNA는 사실상 진핵 세포의 핵에 존재하는 모든 이중 밴드 DNA가 될 수 있으며, 뉴 클레오 솜 단백질은 모두 히스톤이라는 단백질 세트에 속합니다.
히스톤은 염기성 아미노산 잔기가 많은 작은 단백질입니다. 이것은 DNA의 높은 음전하에 대응하고 공유 화학 결합의 강성에 도달하지 않고 두 분자 사이의 효율적인 물리적 상호 작용을 확립하는 것을 가능하게합니다.
히스톤은 각 히스톤 H2A, H2B, H3 및 H4의 2 개 사본 또는 단량체로 드럼과 같은 팔 량체를 형성합니다. DNA는 8 량체의 측면에서 거의 두 번의 완전한 회전을 한 다음 히스톤 H1과 결합하는 링커 DNA의 일부로 계속해서 다시 돌아와 다른 히스톤 8 량체에 대해 두 번의 완전한 회전을 제공합니다.
8 량체 세트, 관련 DNA 및 해당 링커 DNA는 뉴 클레오 솜입니다.
염색질 압축
게놈 DNA는 매우 긴 분자 (모든 염색체를 고려할 때 인간의 경우 1 미터 이상)로 구성되며, 이는 매우 작은 핵 내에서 압축되고 조직되어야합니다.
이 압축의 첫 번째 단계는 뉴 클레오 솜의 형성을 통해 수행됩니다. 이 단계만으로도 DNA는 약 75 배 압축됩니다.
이것은 30nm 섬유, 루프 및 루프 루프와 같은 후속 수준의 염색질 압축이 구축되는 선형 섬유를 생성합니다.
세포가 유사 분열 또는 감수 분열에 의해 분열 될 때, 최종 압축 정도는 각각 유사 분열 또는 감수 분열 염색체 자체입니다.
히스톤 코드와 유전자 발현
히스톤 8 량체와 DNA가 정전 기적으로 상호 작용한다는 사실은 염색질을 압축 및 분해하기 위해 뉴 클레오 솜 동적 요소를 만드는 데 필요한 유동성을 잃지 않고 부분적으로 효과적인 연관성을 설명합니다.
그러나 훨씬 더 놀라운 상호 작용 요소가 있습니다. 히스톤의 N- 말단 끝이 더 콤팩트하고 불활성 인 옥타 머의 내부 외부에 노출됩니다.
이 말단은 DNA와 물리적으로 상호 작용할뿐만 아니라 염색질의 압축 정도와 관련 DNA의 발현에 따라 달라지는 일련의 공유 변형을 겪습니다.
유형 및 수 측면에서 공유 변형 세트는 무엇보다도 히스톤 코드로 통칭됩니다. 이러한 변형에는 히스톤의 N- 말단에서 아르기닌 및 라이신 잔기의 인산화, 메틸화, 아세틸 화, 유비퀴틴 화 및 수모 일화가 포함됩니다.
각 변화는 동일한 분자 내에서 다른 것들과 함께 또는 다른 히스톤, 특히 히스톤 H3의 잔기에서 염색질의 압축 정도뿐만 아니라 관련 DNA의 발현 여부를 결정합니다.
일반적으로, 예를 들어,과 메틸화 및 저 아세틸 화 히스톤은 관련 DNA가 발현되지 않고 염색질이보다 조밀 한 상태 (이종 색성, 따라서 비활성)로 존재한다고 결정하는 것으로 나타났습니다.
대조적으로, 유색 성 DNA (덜 조밀하고 유 전적으로 활성)는 히스톤이과 아세틸 화되고 저 메틸화되는 염색질과 연관됩니다.
유 크로 마틴 대 헤테로 크로 마틴
우리는 이미 히스톤의 공유 변형 상태가 발현 정도와 국소 염색질 압축을 결정할 수 있음을 보았습니다. 글로벌 수준에서 염색질 압축은 마찬가지로 뉴 클레오 솜에서 히스톤의 공유 변형에 의해 조절됩니다.
예를 들어, 구성 적 헤테로 크로 마틴 (발현되지 않고 조밀하게 포장 됨)이 핵 층에 부착되어 핵 기공을 자유롭게하는 경향이있는 것으로 나타났습니다.
부분적으로, 구성 적 유 크로 마틴 (항상 발현되는, 예를 들어 세포 유지 유전자를 포함하고 느슨한 염색질 영역에 위치 함)은 전사 기계에 전사 될 DNA를 노출시키는 큰 루프에서 그렇게합니다. .
게놈 DNA의 다른 영역은 유기체의 발달 시간, 성장 조건, 세포 정체성 등에 따라이 두 상태 사이에서 진동합니다.
기타 기능
세포 발달, 발현 및 유지에 대한 계획을 이행하기 위해 진핵 생물의 게놈은 유전 적 잠재력이 언제 어떻게 나타나야하는지 세밀하게 조절해야합니다.
그런 다음 유전자에 저장된 정보에서 시작하여 전사 상태를 결정하는 특정 영역의 핵에 위치합니다.
따라서 정의하는 데 도움이되는 염색질 변화를 통해 뉴 클레오 솜의 또 다른 근본적인 역할은이를 수용하는 핵의 구조 또는 구조라고 말할 수 있습니다.
이 아키텍처는 정보 패키징의 이러한 모듈 식 요소의 존재 덕분에 계승되고 계통 발생적으로 보존됩니다.
참고 문헌
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