有一天我汇报了一篇关于re-express histone H1.0可以抑制肿瘤self-renewal的文章。课题组提了几个成员我当时没答上来,记下问题后,回来要准备好答案群发给大家。
Histone H1.0的生物学信息
维基百科的描述:组蛋白H1是真核细胞中染色质组成的五个主要组蛋白家族之一。尽管高度保守,它仍然是跨物种序列中最可变的组蛋白。组蛋白顾名思义,是染色质组成的蛋白,是组成核小体的蛋白。
如上图所示,我们可以看到:核小体主题是链状DNA缠绕着8个组蛋白核心,而H1组蛋白则是类似瑜伽垫的抽绳一样,将这个DNA-组蛋白核心牢牢的卡在里面。这样的效果就是,缠绕着组蛋白核心的DNA很难被打开,进而无法表达。这样的结构还有一个有趣的名字:beads on a string,串珠结构。尤其可见,H1对于基因表达的调控可以说是从源头抓起的。那么回过头来看,起到“抽绳卡扣”作用的是仅仅只有组蛋白吗?
H1是“链接组蛋白”独苗?
组蛋白有五个主要的家族:H1/H5、H2A、H2B、H3和H4。
组蛋白H2A、H2B、H3和H4被称为核心组蛋白,而组蛋白H1(人类),H5(存在鸟类、两栖类具有细胞核的红细胞中)被称为连接组蛋白。尤其可见,至少人类中,起到“抽绳卡扣”作用的就只有H1一种组蛋白,由此可见,H1组蛋白的失调对于生物体的基因调控是灾难性的。
为了加深对H1的了解,我在网上找到了这样的题目:
下面我们point 2 point解答问题:
A. 核小体外侧缠绕着组蛋白的是双链DNA,核心DNA,外围的则是linkerDNA,核心DNA
B. 大约146个碱基对(bp)的DNA绕着这个核心粒子旋转了1.65圈,形成一个直径约100埃的粒子。连接子组蛋白H1在DNA的进入和退出位点与核小体结合,从而将DNA锁定在适当的位置
C. H2A,H2B, H3, H4各来两份儿!
D. H1组蛋白的作用就是将核小体卡在合适的位置,将核心DNA的脸盖起来,让它们无法解链,转录。
E. 组蛋白主要由带正电的氨基酸残基组成,如赖氨酸和精氨酸。正电荷使它们通过静电相互作用与带负电荷的DNA紧密结合。中和DNA中的电荷可以使它变得更紧密。即非共价键结合。
F. 在核小体中,组织学结构域与DNA小沟槽的相互作用占大多数。
当DNA包裹着组蛋白八聚体时,它在14个不同的位置向组蛋白八聚体暴露它的小沟。化学键的主要来源是氢键,包括直接键和水键。与磷酸二酯主链和A:T富碱基的有机单倍氢键。在这些相互作用中,组蛋白折叠分别与氧原子和羟基侧链结合。
这些位点总共有大约40个氢键,其中大部分来自于主链的相互作用。另外,小沟面对组蛋白褶皱的14次中有10次,来自组蛋白褶皱的精氨酸侧链被插入小沟。另外四次,精氨酸来自组蛋白的尾部。
而组蛋白修饰,就是组蛋白的N端和C端氨基酸被加入各种基团后修饰而成,主要有甲基化、乙酰化、泛素化等等。组蛋白修饰从染色质可接近性调控基因的转录,这种不依赖于 DNA 序列变化的染色质改变引起的稳定可遗传的性状叫做表观遗传。