组蛋白
组蛋白是在真核细胞核中发现的蛋白质,它将DNA包装成称为核糖体的结构单元。它们是染色质的主要蛋白质成分,是染色体的活性成分。
组蛋白充当了DNA缠绕的线轴,并在基因调控中发挥了作用。如果没有组蛋白,染色体中解开的DNA会非常长。例如,每个人的细胞有大约1.8米的DNA,但缠绕在组蛋白上的是大约90毫米的染色质,这些染色质在有丝分裂过程中被复制和凝聚,形成大约120微米的染色体。
组蛋白组装成一个核糖体
职能
压缩DNA链
组蛋白作为轴心,让DNA绕着它转。这使得真核生物的大型基因组被打包,以适应细胞核内。压缩后的分子比未包装的分子短4万倍。
染色质调控
组蛋白发生了变化,改变了它们与DNA和核蛋白的相互作用。组蛋白/DNA相互作用的长期变化引起表观遗传效应。修饰的组合被认为构成了一个密码,即所谓的组蛋白密码。组蛋白修饰作用于不同的生物过程,如基因调控、DNA修复和染色体凝聚(有丝分裂)。
实例
转录调控中组蛋白修饰的例子包括。
| 组蛋白 | ||||||
H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
单甲基化 | 激活 | 激活 | 激活 | 激活 | 激活 | 激活 | |
二甲基化 | 压制 | 压制 | 激活 | ||||
三甲基化 | 激活 | 压制 | 压制 | 激活, | 压制 | ||
乙酰化 | 激活 | 激活 |
外侧的DNA在内部缠绕着组蛋白。从顶部通过螺旋轴看
历史
组蛋白是在1884年由阿尔布雷希特-科赛尔发现的。组蛋白 "这个词可以追溯到19世纪末,来自德语 "Histon",其来源不确定:也许来自希腊语histanai或histos。直到20世纪90年代初,组蛋白被认为只是核DNA的包装材料。在20世纪90年代初,组蛋白的调节功能被发现。
H5组蛋白的发现似乎可以追溯到1970年代。
跨物种保护
组蛋白存在于真核细胞的细胞核中,也存在于某些古生代,即极乐世界,但不存在于细菌。组蛋白是真核生物中最高度保守的蛋白质之一,这表明它们对细胞核的生物学至关重要。相比之下,成熟的精子细胞主要使用原氨酸来包装其基因组DNA,很可能是为了达到更高的包装率。
核心组蛋白是高度保守的蛋白质,也就是说,不同物种的组蛋白的氨基酸序列之间的差异非常小。链接组蛋白在一个物种内通常有不止一种形式,其保守程度也低于核心组蛋白。
问题和答案
问:什么是组蛋白?答:组蛋白是真核细胞核中的蛋白质,它将 DNA 包装成称为核小体的结构单元。
问:组蛋白的功能是什么?
答:组蛋白的功能是作为 DNA 的绕线轴,将 DNA 包装成核糖体,并在基因调控中发挥作用。
问:没有组蛋白会发生什么?
答:没有组蛋白,染色体中解开的 DNA 会很长。
问:每个人体细胞中有多少 DNA?
答:每个人体细胞约有 1.8 米长的 DNA。
问:每个人体细胞有多少染色质?
答:每个人体细胞约有 90 毫米的染色质。
问:有丝分裂过程中会发生什么?
答:在有丝分裂过程中,染色质被复制和浓缩,形成约 120 微米的染色体。
问:组蛋白在染色体中起什么作用?
答:组蛋白是染色质的主要蛋白质成分,是染色体的活性成分。