Next: Kowalencyjne modyfikacje histonów Up: Organizacja chromatyny Previous: Histony łącznikowe   Spis rzeczy

Ogony histonów i oddziaływania z innymi białkami

Wystające z cząsteczki rdzeniowej nukleosomu ogony histonów rdzeniowych nie są niezbędne do utrzymania jego integralności strukturalnej (Luger i wsp., 1997). Są jednakże konieczne do kondensacji chromatyny: oprócz opisanej już funkcji stabilizowania trójwymiarowego układu nukleosomów (Zlatanova i wsp., 1998), w którym uczestniczą ogony histonu łącznikowego H1 i histonu H3, do utworzenia umiarkowanie zwiniętej konformacji chromatyny niezbędne są ogony histonów H3 i H4 (Moore i Ausió, 1997), zaś do powstania - przy fizjologicznej sile jonowej - konformacji chromatyny ściśle zwiniętej wymagana jest obecność ogonów wszystkich histonów rdzeniowych. N-końcowe ogony histonów rdzeniowych uczestniczą w oddziaływaniach z innymi chromosomalnymi białkami histonowymi i niehistonowymi. I tak na przykład N-końcowa część histonu H4 (odcinek K16 N25) wiąże się do dimeru H2A H2B położonego na sąsiednim nukleosomie, i może być zaangażowana w ustalanie miejsca wiązania się nukleosomu do konkretnej sekwencji DNA, czyli w jego pozycjonowanie (Luger i wsp., 1997). Ogon drożdżowego histonu H4 pełni ważną rolę w wygaszaniu ekspresji genów w końcowych odcinkach chromosomów, czyli w tak zwanym silencingu telomerów (FischerAdams i Grunstein, 1995). Ogony histonów H3 i H4 mogą brać udział zarówno w regulacji konkretnych genów, jak i w procesie składania nukleosomu (patrz dalej). Co ciekawe, u drożdży usunięcie ogona końca aminowego histonu H3 albo H4 nie prowadzi do zmniejszenia żywotności, lecz usunięcie obu z nich prowadzi do śmierci komórek drożdżowych (Morgan i wsp., 1991; Ling i wsp., 1996).

Z N-końcami histonów H3 i H4 mogą również oddziaływać białka niehistonowe, co prowadzi do wytworzenia struktur chromatynowych ułatwiających lub utrudniających transkrypcję. I tak, do nukleosomów wiążą się białka HMG-14 i HMG-17 (ang. High Mobility Group), powodując rozluźnienie włókien chromatynowych wyższego rzędu i ułatwiając transkrypcję. Z rozplataniem struktur chromatyny związany jest koniec karboksylowy HMG-14, który łączy się z końcem aminowym histonu H3 (z jego resztami aminokwasowymi 20  50) (Trieschmann i wsp., 1998). Również inne białko z tej grupy, oczyszczone HMG-1, wiąże się ściśle do histonu H1 (Smerdon i Isenberg, 1976), chociaż wysunięto przypuszczenie, że wiązanie to może być wynikiem niespecyficznych oddziaływań elektrostatycznych pomiędzy ujemnie naładowanym ogonem białka HMG-1 a ogonami H1 obdarzonymi dodatnim ładunkiem (Cary i wsp., 1979).

Wskazówką dla istnienia oddziaływań pomiędzy białkami HMG-1 i HMG-2 z H1, a być może również i ich konkurencji o wiązanie z łącznikowym DNA czy nawet nukleosomem, było wyizolowanie mononukleosomów zawierających HMG-1 lub HMG-2, lecz pozbawionych histonu H1 (Jackson i wsp., 1979). W doświadczeniach sprawdzających bezpośrednie współzawodnictwo HMG-1 i histonu H1 o wiązanie do poczwórnie rozgałęzionego DNA nie udało się zaobserwować kompleksów o strukturze trzeciorzędowej zawierających oba białka, co wskazuje, że zajmują one te same, lub pokrywające się miejsca na rozgałęzieniu, a być może również na nukleosomie (Varga-Weisz i wsp., 1994). Mimo to udało się ustalić, że sposób wiązania się białek z grupy HMG (takich jak HMG-I(Y) oraz HMG-1) i histonu H1 do struktur DNA tego typu jest różny, i że białka te wprowadzają nieco odmienne zmiany w tworzone przez siebie kompleksy z DNA (Hill i wsp., 1999). Różnica ta wynika przypuszczalnie z różnych ról pełnionych przez białka z obu grup w procesach molekularnych, takich jak rekombinacja genetyczna, zachodzących w chromatynie. Współzawodnictwo o miejsca wiązania do DNA białka HMG-I(Y) i histonu H1 wynika również z wykrytej niedawno obecności w tych białkach konserwowanych ewolucyjnie domen, takich jak motyw typu haka AT (ang. AT-hook) odpowiedzialnych za wiązanie do traktów bogatych w pary AT w DNA, oraz z obecności w aminowej części cząsteczki białka HMG-1(Y) motywu homologicznego do domeny globularnej histonu H1 (Krech i wsp., 1999).

U drożdży N-końcowe ogony histonów H3 i H4 wiążą się do reprymujących transkrypcję, działających in trans białek Sir2, Sir3, Sir4 i Rap1, prowadząc do powstania chromatynowych domen o zablokowanej transkrypcji (struktur heterochromatynowych) (Grunstein, 1998). N-końcowe odcinki drożdżowych histonów H3 i H4 wiążą się także do ogólnych represorów Ssn6/Tup1 (Edmondson i wsp., 1996). Do N-końcowego ogonu histonu H3 przyłączają się również represory transkrypcyjne Groucho z Drosophila i jego ssacze homologi oraz podobne do transducyny białka Enhancer of split (Palaparti i wsp., 1997).


Next: Kowalencyjne modyfikacje histonów Up: Organizacja chromatyny Previous: Histony łącznikowe   Spis rzeczy
Tomasz Calikowski 2000-06-15