Back to chapter

5.16:

Варианты гистонов на центромере

JoVE Core
Biologia Molecular
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia Molecular
Histone Variants at the Centromere

Idiomas

COMPARTILHAR

центромера ограниченная область на каждой хромосоме, где кинетохора и микротрубочки собраны, чтобы обеспечить верность разделение хроматид во время анафазы клеточного деление. В большинстве эукариот центромера разбита на два хроматина, ядро центромера и перицентрический гетерохроматинный регион. Ядро центромера во всех эукариотах содержит вариант стержневого гистона H3, называется центромерный белок A или CENP-A.Вместе с тремя Другими основными гистонами, H2A, H2B, H4, CENP-A образует нуклеосоуа, специально для центромера. Функциональный C-терминальный сворнутый домен CENP-A очень хорошо прослеживается среди эукариот. Однако, N-терминалный хвост белка показывает значительные изменения, как по размеру, так и по последовательности.Ядра центромера в дрожжах Saccharomyces cerevisiae содержат один CENP-A нуклеосому, подключенную к одному митотическому веретену. Таким образом, они упоминаются в качестве точечных центромер. Это регион ядра центромера флангирован примерно на 125-ю парами оснований АТ-насыщенной перицентрической ДНК последовательности.Этот регион характеризуется нуклеосомами, содержащими метилированный Гистон H3.Хроматин центромера формирует трехмерную структуру, чтобы открыть CENP-A, содержащий нуклеосомы для взаимодействия с кинетохорой и микротрубочкми. Напротив, ядро центромера хромосомы человека имеет иначе организованную нуклеосому CENP-A и обычные нуклеосомы H3.Эти обычные нуклеосомы H3 диметиллированы. Они чередующиеся блоки могут охватывать до пяти мегаоснований в длину и в значительной степени сдерживать короткие, повторяющиеся АТ-насыщенные последовательности ДНК, называемые альфа-сателлитная ДНК, флангированная перицентрическим гетерохроматином ДНК.Тайминг загрузки CENP-A в нуклеосомы также отличается между видами. Например, в то время как у людей он загружается между анафазой и G1 фазой, в растениях происходит загрузка на поздней фазе G2.

5.16:

Варианты гистонов на центромере

Варианты гистонов — это гистоновые белки со структурными вариациями и вариациями последовательности. Эти варианты можно рассматривать как “мутантные” формы, которые заменяют их канонические гистоновые аналоги в нуклеосомах. Специфические посттрансляционные модификации гистоновых вариантов делают возможным дальнейшее усложнение хроматина и регулируют тканеспецифичную экспрессию генов. Наиболее распространенные варианты гистонов относятся к семействам гистонов H2A, H2B и линкерного гистона H1. Однако все больше изучаются несколько вариантов гистона H3.

Вариант гистона H3: CENP-A

Центросомный хроматин содержит специализированный гистоновый белок под названием CENP-A, который на 60% похож на канонический гистон H3. Он необходим для сборки кинетохора и последующего связывания микротрубочек. Также предполагается, что CENP-A выступает в качестве эпигенетической метки для поддержания идентичности центромеры. CENP-A распознается и нацеливается на центромеру через целевой домен CENP-A (CATD).

Исследования in vitro показали, что центромерные нуклеосомы образуют октомеры с двумя копиями CENP-A вместе с двумя копиями гистонов H2A, H2B и H4. Тем не менее, новые исследования у различных эукариот привели к нескольким конкурирующим моделям структуры CENP-A содержащих нуклеосом. Согласно модели полушария, нуклеосома содержит только по одной копии каждого гистона, образуя тетрамер. Кроме того, недавние исследования показали, что CENP-A нуклеосомы регулируются клеточным циклом. Они существуют как октамеры в S-фазе и как полусферы во время других фаз клеточного цикла.

Нарушение регуляции функций CENP-A связано с хромосомной нестабильностью и раком. Ряд доказательств указывают на сверхэкспрессию CENP-A при раке толстой кишки, аденокарциноме, опухолях половых клеток яичек, раке груди и гепатоцеллюлярной карциноме.

Leitura Sugerida

  1. Molecular Biology of Cell, Alberts, 6th edition, Pages 203-204
  2. Vardabasso, Chiara, Dan Hasson, Kajan Ratnakumar, Chi-Yeh Chung, Luis F. Duarte, and Emily Bernstein. "Histone variants: emerging players in cancer biology." Cellular and molecular life sciences 71, no. 3 (2014): 379-404.