Mol. cell:人类遗传物质中发现前核小体 有望修改生物教科书

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作者:来源:2011-8-22 15:00:42

美国科学家在人类遗传物质中发现了一种新物质并将其命名为“前核小体”。科学家们认为,这种新物质是位于染色质和核小体之间的中间物质,新发现有望让生物教科书小小地“变脸”。相关研究发表在8月19日的《分子细胞》杂志上。

染色质是细胞周期间期细胞核内能被碱性染料染色的物质,是DNA(脱氧核糖核酸)在细胞中的天然状态,也是调节生物体新陈代谢、遗传和变异的物质基础。而生物教科书认为,核小体是构成染色质的基本单位,其形状类似于一个扁平的碟子或一个圆柱体,染色质由一连串的核小体所组成。

但是,美国加州大学圣地亚哥分校的生物学家却指出,他们在最新研究中发现了一种组成染色质的新奇粒子,其介于DNA和核小体中间,尽管这种新奇粒子的外表类似于核小体,但它实际上是另外一种不同的粒子,是核小体的前体。他们将这种粒子命名为“前核小体”。

尽管这种前核小体在显微镜下看起来与核小体类似,但是,生物化学测试表明,它们其实是DNA和核小体之间的中间物质。一种蛋白使用能量分子腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)将这些前核小体变成了核小体。

科学家们此前认为,染色质只由核小体组成。最新研究却证明,染色质可能由核小体和前核小体组成。领导该研究的生物学教授詹姆斯·门永表示:“最新发现可能拉开了我们重新理解染色质的序幕。在生物体内遗传物质的被复制和使用中,这种前核小体很可能起着关键作用。”

该研究由美国国家卫生研究院(NIH)资助。NIH国立综合医学研究所负责监管染色质研究的安东尼·卡特表示:“用组蛋白包装DNA形成的染色质有助于稳定染色体,其在调控基因活动以及DNA复制方面也起重要作用。发现这种新奇的中间型的DNA—组蛋白复合物将有助于我们更好地理解其如何影响这些关键的细胞过程

PMC:
PMID:

Identification of a Rapidly Formed Nonnucleosomal Histone-DNA Intermediate that Is Converted into Chromatin by ACF

Sharon E. Torigoe, Debra L. Urwin, Haruhiko Ishii, Douglas E. Smith, James T. Kadonaga

Chromatin assembly involves the combined action of histone chaperones and ATP-dependent motor proteins. Here, we investigate the mechanism of nucleosome assembly with a purified chromatin assembly system containing the histone chaperone NAP1 and the ATP-dependent motor protein ACF. These studies revealed the rapid formation of a stable nonnucleosomal histone-DNA intermediate that is converted into canonical nucleosomes by ACF. The histone-DNA intermediate does not supercoil DNA like a canonical nucleosome, but has a nucleosome-like appearance by atomic force microscopy. This intermediate contains all four core histones, lacks NAP1, and is formed by the initial deposition of histones H3-H4. Conversion of the intermediate into histone H1-containing chromatin results in increased resistance to micrococcal nuclease digestion. These findings suggest that the histone-DNA intermediate corresponds to nascent nucleosome-like structures, such as those observed at DNA replication forks. Related complexes might be formed during other chromatin-directed processes such as transcription, DNA repair, and histone exchange.

 


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