DNA壓縮的強(qiáng)大工具 - 組蛋白

1. 組蛋白的定義

組蛋白是指各種簡單的水溶性蛋白，富含堿性氨基酸賴氨酸和精氨酸，與真核染色質(zhì)中的DNA結(jié)合成核小體。它們存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)。它們的功能是將DNA包裝成結(jié)構(gòu)單位，稱為核小體。組蛋白是染色質(zhì)中的主要蛋白質(zhì)。染色質(zhì)是細(xì)胞核內(nèi)DNA和蛋白質(zhì)的組合體。由于DNA纏繞在組蛋白周圍，它們還在基因調(diào)控中發(fā)揮作用。

2. 組蛋白的分類

有五個家族的組蛋白（H1到H5）。根據(jù)不同的功能，它們被分為兩組。一組是核心組蛋白，包括H2A，H2B，H3和H4。另一組是連接組蛋白，包括H1和H5。核心組蛋白形成核小體的中心，因此稱為“核心”。連接組蛋白位于核小體的入口和出口處，將DNA固定在位，因此稱為“連接”。

2.1 核心組蛋白

核心組蛋白包括H2A，H2B，H3和H4，它們都以二聚體的形式存在，這些二聚體非常相似，它們都具有組蛋白折疊結(jié)構(gòu)域：三個α螺旋由兩個環(huán)連在一起。正是這種螺旋結(jié)構(gòu)使得不同的二聚體之間可以相互作用，特別是以頭尾相接的方式（也稱為握手結(jié)構(gòu)），正如圖1所示。由于不同二聚體之間有相互作用的特性，這四個不同的二聚體可以聚集形成一個含八個亞基的核小體。

圖1. 核心組蛋白H2A/H2B/H3/H4的三維結(jié)構(gòu)

(圖片來源：維基百科)

2.2 連接組蛋白

除了核心組蛋白，還有另一種類型的組蛋白，被稱為連接組蛋白，包括H1和H5（在鳥類中）。所有多細(xì)胞真核生物中存在的連接組蛋白都是組蛋白家族中最不同的一組，具有眾多細(xì)胞類型和發(fā)育階段特異性的變體。連接組蛋白H1是染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本組成部分，它將核小體連接成更高階的結(jié)構(gòu)。組蛋白H5的功能與組蛋白H1相似，在某些細(xì)胞中代替H1。連接組蛋白對染色質(zhì)的更高階結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，因為它們與核小體間的DNA結(jié)合，并促使單個核小體之間的相互作用。

3. 核小體的結(jié)構(gòu)

如您所知，核心組蛋白形成二聚體和四聚體，二聚體含有兩個組蛋白，四聚體含有四個組蛋白。每個核小體有兩個相同的二聚體，每個二聚體由一個H2A和一個H2B組蛋白組成。這被稱為H2A-H2B二聚體。此外，每個核小體還有一個由兩個H3和兩個H4組蛋白組成的四聚體。這被稱為H3-H4四聚體。然后，這兩個四聚體和DNA形成一個核小體。正如圖2所示。

圖2. 核小體結(jié)構(gòu)圖

(圖片來源：維基百科)

一根DNA鏈將繞核心組蛋白纏繞1.65圈。核小體之間的相互作用允許形成更高級別的結(jié)構(gòu)。連接組蛋白H1結(jié)合在DNA的入口和出口處的核小體上，從而將DNA固定在位置上，形成更高級別的結(jié)構(gòu)。這些更高級別的結(jié)構(gòu)可以使染色質(zhì)濃縮到形成染色體的程度。染色體位于細(xì)胞核內(nèi)，包含基因。染色體的熟悉形狀是X形。正是組蛋白使得這種熟悉的結(jié)構(gòu)成為可能。

在這里，我們列出了華美生物組蛋白抗體產(chǎn)品的部分內(nèi)容，如表1所示。

表1. The active immune checkpoint proteins from CUSABIO