Ключевая разница – гистоны и нуклеосомы
Подсчитано, что человеческое тело содержит примерно 50 триллионов клеток. В каждой клетке есть геном, состоящий из 46 хромосом. Эти 46 хромосом содержат около 6 миллиардов упакованных пар оснований ДНК. Длина между двумя парами оснований оценивается как 0,3 нм, а общая длина ДНК в 46 хромосомах составляет примерно 2 метра. При подсчете общей длины ДНК в организме человека она составляет 100 триллионов метров ДНК. Эта общая длина хромосомной ДНК красиво упакована внутри ядра специальными белками, называемыми гистонами. Эти комплексы ДНК и гистонов известны как хроматиновые волокна. Белки-гистоны обеспечивают энергию для сворачивания или скручивания ДНК и ее плотной упаковки внутри ядра. Упаковка ДНК - жизненно важный процесс у эукариот, который способствует размещению всей длины ДНК в ядре клетки. Основная единица упаковки ДНК с гистоновыми белками известна как нуклеосома. Ключевое различие между гистонами и нуклеосомами заключается в том, что гистоны - это белки, которые упаковывают и упорядочивают ДНК в нуклеосомы, в то время как нуклеосомы являются основными единицами упаковки ДНК.
Что такое гистоны?
Гистоновые белки идентифицированы как главный белковый компонент хроматинового волокна. Это щелочные белки. Эти белки обеспечивают энергию и необходимые структуры для намотки ДНК и уменьшения ее длины во время упаковки ДНК в ядро. В основном они действуют как катушки, в которых ДНК наматывается и стабилизируется. Следовательно, гистоновые белки чрезвычайно важны для организации хромосом и упаковки генетического материала внутри ядра. Если бы гистоновых белков не существовало, не существовало бы и хромосом, а раскрученная ДНК растянулась бы на большую длину, что затрудняло бы их локализацию в ядре.
Гистоновые белки работают вместе с негистоновыми белками для стабилизации ДНК. Поэтому присутствие негистоновых белков чрезвычайно важно для функции гистонов. Гистоновые белки становятся основными белковыми молекулами, формируя нуклеосомы, которые являются основными единицами хроматина. В одной нуклеосоме 8 гистоновых белков. ДНК несколько раз закручивается вокруг октомера ядра гистонов и стабилизирует его.
Рисунок 01: Гистоны
А также гистоновые белки участвуют в регуляции генов. Они помогают контролировать экспрессию генов. Гистоновые белки высококонсервативны у видов, в отличие от негистоновых белков.
Что такое нуклеосомы?
Нуклеосома является основной структурной единицей упаковки ДНК. Похоже на бусину на нитке. Он состоит из фрагмента ДНК, обернутого вокруг гистоновых белков, расположенных в сердцевинном гистоновом белке. Коровой гистоновый белок представляет собой октамер, состоящий из восьми гистоновых белков. 8 гистоновых белков, которые находятся в октомере, относятся к четырем типам, а именно H2A, H2B, H3 и H4. От каждого типа в состав нуклеосомы входит по две белковые молекулы. Коровая ДНК плотно обвивает глобулярный коровый гистоновый октамер и образует нуклеосому. Затем нуклеосомы выстраиваются в цепочечную структуру и плотно обвиваются вокруг дополнительных гистоновых белков, образуя стабильный хроматин в хромосомах.
Рисунок 02: Нуклеосома
Длина основной нити ДНК, которая оборачивается вокруг октамера гистонов в нуклеосоме, составляет примерно 146 пар оснований. Ориентировочный диаметр нуклеосомы составляет 11 нм, а спираль нуклеосомы в хроматине (соленоиде) имеет диаметр 30 нм. Нуклеосомы поддерживаются дополнительными гистоновыми белками, которые упаковываются в плотно свернутые структуры внутри ядра.
Каковы сходства между гистонами и нуклеосомами?
- И гистоны, и нуклеосомы связаны с упаковкой ДНК.
- И гистоны, и нуклеосомы необходимы для стабильности генома.
- И гистоны, и нуклеосомы являются компонентами хроматина.
- И гистоны, и нуклеосомы присутствуют в ядре эукариот.
В чем разница между гистонами и нуклеосомами?
Гистоны против нуклеосом |
|
| Гистоны являются основными белками, которые обеспечивают энергию и структурную поверхность для намотки ДНК вокруг них. | Нуклеосомы являются основными единицами упаковки ДНК. |
| Состав | |
| Гистоны являются щелочными белками. | Нуклеосомы состоят из гистоновых белков, сегментов ДНК и других вспомогательных белков. |
Резюме – гистоны против нуклеосом
Упаковка ДНК - важный процесс в эукариотических организмах. Это позволяет ДНК размещаться внутри ядра, не растягиваясь и не подвергаясь разрывам и потерям. Упаковка ДНК поддерживается белками, называемыми гистонами. Эти гистоновые белки действуют как основные белки основных единиц упаковки ДНК, и существует четыре основных типа. Основная единица упаковки ДНК известна как нуклеосома. Нуклеосома состоит из сегмента ДНК, обернутого вокруг основного гистонового белка. Похоже на бусину на нитке. Нуклеосомы в совокупности составляют структуру хроматинового волокна. В этом разница гистонов и нуклеосом.
Загрузить книгу Гистоны и нуклеосомы в формате PDF
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь: Разница между гистонами и нуклеосомами
