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染色质蛋白的种类和特性介绍

2022.11.03

与染色质DNA结合的蛋白负责DNA分子遗传信息的组织、复制和阅读。这些DNA结合蛋白包括两类:一类是组蛋白,与DNA结合但没有序列特异性;另一类是非组蛋白,与特定DNA序列或组蛋白相结合。

组蛋白

组蛋白是构成真核生物染色体的基本结构蛋白,富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸,等电点一般在pH10.0以上,属碱性蛋白质,可以和酸性的DNA紧密结合,而且一般不要求特殊的核苷酸序列。

非组蛋白

非组蛋白主要是指与特异DNA序列相结合的蛋白质,所以又称序列特异性DNA结合蛋白(sequence specific DNA binding protein)。利用凝胶延滞实验(gel retardation assay),可以在细胞抽提物中进行检测。首先制备一段带有放射性标记的已知特异序列的DNA,将要检测的细胞抽提物与标记DNA混合,进行凝胶电泳。未结合蛋白的自由DNA在凝胶上迁移最快,而与蛋白质结合的DNA迁移慢,一般结合的蛋白质分子越大,DNA分子的延滞现象越明显,然后通过放射自显影分析,即可发现一系列DNA带谱,每条带分别代表不同的DNA-蛋白质复合物。每条带相对应的结合蛋白随后再通过细胞抽提物组分分离方法被进一步分开。

特性

①酸碱性:组蛋白是碱性的,而非组蛋白则大多是酸性的。

②多样性:非组蛋白占染色质蛋白的60%~70%,不同组织细胞中其种类和数量都不相同,代谢周转快。包括多种参与核酸代谢与修饰的酶类如DNA聚合酶和RNA聚合酶、HGM蛋白(high mobility group protein)、染色体支架蛋白、肌动蛋白和基因表达蛋白等。

③特异性:能识别特异的DNA序列,识别信息来源于DNA核苷酸序列本身,识别位点存在于DNA双螺旋的大沟部分,识别与结合靠氢键和离子键。在不同的基因组之间,这些非组蛋白所识别的DNA序列在进化上是保守的。这类序列特异性DNA结合蛋白具有一个共同特征,即形成与DNA结合的螺旋区并具有蛋白二聚化的能力。

④功能多样性:虽然与DNA特异序列结合的蛋白质在每一个真核细胞中只有10 000个分子左右,约占细胞总蛋白的1/50 000,但具有多方面的重要功能,包括基因表达的调控和染色质高级结构的形成。如帮助DNA分子折叠,以形成不同的结构域;协助启动DNA复制,控制基因转录,调节基因表达等。


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