Новые данные о хроматине могут заставить переписать учебники биологии

Теперь, когда ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California - San Diego, UCSD) открыли новый компонент нашего основного генетического материала, потребуется, вероятно, некоторая переработка… классических учебников биологии.

Нуклеосома ли это? (Атомно-силовая микроскопия). (Фото: James Kadonaga, UCSD)

Естественное состояние ДНК в клетке – хроматин – состоит из нуклеосом. Нуклеосомы – основные повторяющиеся единицы хроматина. Под мощным микроскопом они выглядят как нанизанные на нитку бусины. Но биологи из UCSD сообщают об открытии новой частицы хроматина – находящейся «на полпути» между ДНК и нуклеосомой. И хотя выглядит она как нуклеосома, исследователи уверены, что это совершенно самостоятельная частица.

«Эту новую частицу можно рассматривать в качестве предшественника нуклеосомы», - объясняет профессор биологи UCSD Джеймс Кадонага (James Kadonaga), возглавлявший исследовательскую группу и назвавший частицу «пренуклеосомой». «Полученные нами данные свидетельствуют о том, что наши взгляды на хроматин нуждаются в пересмотре. Вероятно, пренуклеосома играет важную роль в том, как копируется и используется наш генетический материал».

По словам биологов, несмотря на то, что под микроскопом пренуклеосома и выглядят как нуклеосома, биохимические тесты показали, что на самом деле она занимает промежуточное положение между ДНК и нуклеосомой.

Превращение пренуклеосом в нуклеосомы происходит с помощью моторного белка, использующего энергию молекулы АТФ.

Механизм сборки хроматина согласно новым представлениям – с учетом образования пренуклеосом. (Рис. cell.com)

«Открытие пренуклеосомы предполагает, что большая часть хроматина, который, как считалось, состоит только из нуклеосом, может быть смесью нуклеосом и пренуклеосом», - продолжает профессор Кадонага. «Таким образом, оно может стать началом революции в нашем понимании того, что такое хроматин».

«Упаковка ДНК с помощью гистоновых белков с образованием хроматина помогает стабилизировать хромосомы и играет важную роль в регуляции активности генов и репликации ДНК»,- комментирует открытие Энтони Картер (Anthony Carter), курирующий гранты на исследование хроматина в Национальном институте общих медицинских наук (National Institute of General Medical Sciences) США, финансировавшем эту работу. «Открытие промежуточного ДНК-гистонового комплекса дает новые интригующие представления о природе хроматина и может помочь нам лучше понять, как он влияет на эти ключевые клеточные процессы».

Молекулярная модель нуклеосомы – фундаментальной повторяющейся единицы, используемой для упаковки ДНК в ядре клетки. ДНК – молекула, несущая генетический код, лежащий в основе жизни на Земле. Это длинная молекула, и, чтобы поместиться внутри ядра, она должна быть плотно свернута. Структура двойной спирали ДНК показана в виде оранжевой спирали. ДНК наматывается на ядро из гистоновых белков (показаны как разноцветные ленты). Каждая структура из двух оборотов ДНК вокруг гистонового ядра известна как нуклеосома. Дальнейшее уплотнение и упаковка (не показанные здесь) приводят к образованию плотных форм хроматина и, в конечном итоге, хромосом. (Laguna Design/Science Photo Library, G110/1125)

По материалам

Biologists' Discovery May Force Revision of Biology Textbooks

Оригинальная статья:

Sharon E. Torigoe, Debra L. Urwin, Haruhiko Ishii, Douglas E. Smith, James T. Kadonaga. Identification of a Rapidly Formed Nonnucleosomal Histone-DNA Intermediate that Is Converted into Chromatin by ACF

Источник: NanoNewsNet