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每个人类细胞当中约有 3000 万个核小体!
所属分类:显微镜百科 点击次数:329 发布日期:2022-06-20
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每个人类细胞当中约有 3000 万个核小体
研究者相信它们已经发现 DNA 当中除了遗传密码之外的第二种密码。
遗传密码详述细胞能够製造的各种蛋白质。第二种密码迭加在种上,组成核小体(nucleosomes,DNA 以成圈的方式围绕在小型的蛋白质四周,核小体是染色质的基本结构)的配置方式。
这项发现,如果经过确认,可以开启基因高层次控制的新视野,例如这种关键却又相当神祕的程序:每一种人类细胞都被允许活化所需要的基因,但是不能够存取被其他型态细胞所使用的基因。
这种新密码在当期的 Nature 当中描述,由以色列 Weizmann 研究所的Eran Segal 以及伊利诺州西北大学的 Jonathan Widom 还有他们的同僚所完成。
每个人类细胞当中约有 3000 万个核小体。会需要这么多,是因为每股 DNA以(每圈) 1.65 倍的长度缠绕在一起(形成串珠结构),在每一个弯曲处(twist)包含 147 个此单位,而 DNA 分子在每单一个染色体当中有 2 亿 2 千 5 百万个单位。
生物学家已经怀疑多年,在 DNA 上的某些地方,特别是那些容易折弯之处,比其他更适合核小体,但是没有一个全然的样式(pattern)出现。Segal 与 Widom 博士分析了酵母基因序列中约 200 处的地方,目前已知核小体会黏合在那裡,并且发现那裡真的有一个隐藏的样式。
知道了样式,他们就能够预测核小体在其他生物当中约 50% 的配置。
样式是一个序列的结合,让 DNA 自身更加容易弯曲并且紧密的缠绕在核小体四周。但这个样式只需要此序列的某一部份,来呈现在每一个核小体弯曲的地点,所以它并不明显。其需求鬆散的缘故很可能是因为它不能与遗传密码相冲突所致,而遗传密码本身也有一些冗馀(或扭动空间 [wiggle room])内建在其中。
有 DNA 中单位的序列来决定核小体当中的配置,将能解释转录因子(transcription factor,能够活化基因的蛋白质)中一项让人困惑的功能。转录因子可以辨识 DNA 的短序列(每个长度中有 6-8 个单位,它就位于要被转录的基因之前)。
但这些短序列经常在 DNA 当中出现,所以转录因子,看起来,必定经常与错误的结合在一起。Segal 博士,一位计算生物学家,相信这些错误的地方事实上是不能够存取的,因为它们是 DNA 环绕核小体的一部份。转录因子只能够看见在 "裸露" DNA 上所出现的地点,其位于两个核小体之间。
核小体会频繁的到处移动,当一个基因必须要转录时,将让 DNA 自由漂浮。给予这个固定的通量(constant flux),Segal 博士表示他相当惊讶,他们可以预测核小体偏好的位置达一半以上。但为了要破解这些密码,在探索核小体以及其他蛋白质相互作用来控制 DNA 上, "我们认为这是我们次有一个真正的定量可以操作," 他说。
其他 50% 的地点很可能要由核小体与其他蛋白质之间的竞争来决定,Segal 提议道。
数位专家表示这个新结果看起来相当有理,因为它归纳了存在已久的主意,亦即 DNA 在某些序列当中更容易弯曲,那很可能就是支持核小体的地点。
"我认为它真的很有趣," Bradley Bernstein,麻州总医院(MGH)的生物学家表示。
堪萨斯市 Stowers 研究所的 Jerry Workman 表示,发现核小体密码是一种"深刻的洞悉,如果是真的," 因为它可以解释 DNA 如何被控制的许多观点。http://www.xianweijing123.com/gjxwj.html 工具显微镜http://www.xianweijing123.com/kydz.html 倒置金相显微镜http://www.xianweijing123.com/ygxwj.html 荧光显微镜http://www.xianweijing123.com/dzsw.html 倒置生物显微镜
核小体是由所谓的组织蛋白(histones)所构成,在演化中介于更高度保存(highly conserved)之间,这表示在不同物种之间它的改变十分少。一个豌豆的组织蛋白在它 102 个氨基酸单元中只有 2 个与母牛的不同。这种保存归因于组织蛋白与环绕在四周的 DNA 需要精准的密合,Segal 博士如此提议,任何的改变都将妨碍核小体找寻它们在 DNA 上被指派位址的能力。
在遗传密码当中,由三个 DNA 单位所组成,详细载明不同种类的氨基酸,蛋白质的单元。这套密码一个令人难以理解的功能是它的冗馀(redundant),亦即一种氨基酸可由其他不同三个一组的密码定义。生物学家长久以来都在推测这种冗馀很可能是被设计成与其他种类的密码共存,而这个,Segal 博士 表示,很可能就是核小体密码。
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