基因组组织与染色质

核小体

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想象一根需要无缠结存放的长线,于是你把一截截线缠绕在一排小线轴上。这本质上就是细胞包装 DNA 的第一步。这种缠绕的基本重复单元就是核小体,在电子显微镜下,一段核小体看上去确实像“串在线上的珠子”。

每个核小体是一个由八个组蛋白构成的线轴(一个组蛋白八聚体:H2A、H2B、H3、H4 各两份),约 147 个碱基对的 DNA 在其外侧缠绕近两圈,就像线绕在线轴上。一个核小体与下一个之间是一小段“连接”DNA,第五种组蛋白 H1 在 DNA 进出之处把它夹住,帮助珠子彼此靠拢。DNA 带负电,组蛋白则富含带正电的氨基酸,于是二者相吸——正是这种静电握力让线轴能抓住线。核小体实现了第一级压缩,把 DNA 的长度缩短约六倍。

核小体远不止是被动的包装。它们沿 DNA 的位置、以及握得多紧,决定了读取基因的机器能否够到下方的序列。细胞会主动滑动、驱逐核小体,并给它们打上化学标签,以开启或关闭基因组的某些区域,这使核小体成为染色质控制基因可及性的最前线。被一个位置紧固的核小体掩埋的启动子很难被开启;而处在无核小体空隙中的启动子则裸露在外、随时待命。

想象 147 个碱基对的 DNA 在八个组蛋白构成的圆盘上缠绕 1.7 圈,接着是一小段裸露的连接区,然后是下一颗珠子——如此重复数百万次。用一种酶消化连接区 DNA,会留下受保护的 147 碱基对珠子,核小体最初正是这样被测定出来的。

核小体——缠绕在组蛋白八聚体上的 DNA——是染色质的基本单位。

核小体不是一个永久的结。细胞不断地滑动、移除、再放置核小体,而这种动态定位本身就是控制哪些基因可被接近的一种方式。

又称
beads on a stringhistone octamer with DNA核小体核小體