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染色质拓普结构

染色质的拓扑结构

    

    染色质是DNA和蛋白质的复合物,遗传物质被包装在生物细胞内核。 染色质结构是动态的并且精确调控基因表达及基本的细胞进程。 其结构的变化可以被下一代遗传。



一、染色质的折叠

   染色质的基本组成单位是核小体,核小体由165bpDNA螺旋缠绕核心组蛋白(核心组蛋白由两个H2AH2BH3H4组成的组蛋白八聚体构成)两圈构成。这个结构使DNA浓缩了5-10倍。DNA缠绕在组蛋白八聚体的表面,可能被一些调节蛋白调控。组蛋白的尾端也可以被一些蛋白修饰(如甲基化,乙酰化,磷酸化,泛素化等),促使核小体运动或者解开,进而对染色体复合物产生影响。

   核小体之间是通过一段10-80bpDNA连接起来。这些核小体进一步螺旋折叠形成30nm的核纤维,这个过程约将染色质压缩了50倍,这个30nm的核纤维是非常稳定的,这是因为H1组蛋白结合核小体之间,起到固定作用。关于这一结构仍有多的争论,染色质纤维内核小体包装的细微点,和关于这些纤维进一步发展的方式知之甚少。

image.png

Felsenfeld G and Groudine M. Nature (2003)

   

   核纤维经过进一步的折叠形成约300nm的染色质结构,这就是细胞正常状态下,染色质的结构。我们可以看到染色质是由许多环形的核纤维组成。下图蝾螈卵母细胞的灯刷染色体可以清楚地看到染色质的环形结构。

image.png

W. Flemming 1882; Paulson & Laemmli 1978

   当细胞进行有丝分裂时,染色质进一步折叠压缩形成染色体。






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