Qeyri-histon zülallarının funksiyalarını, onların orqanizm üçün əhəmiyyətini nəzərdən keçirək. Bu mövzu xüsusi maraq doğurur və ətraflı öyrənilməyə layiqdir.
Əsas xromatin zülalları
Histon və qeyri-histon zülalları birbaşa DNT ilə bağlıdır. İnterfaza və mitotik xromosomların tərkibində onun rolu kifayət qədər böyükdür - genetik məlumatın saxlanması və paylanması.
Belə funksiyaları yerinə yetirərkən uzun DNT molekullarının aydın ardıcıllıqla düzülməsinə imkan verən aydın struktur bazaya malik olmaq lazımdır. Bu hərəkət RNT sintezinin və DNT replikasiyasının tezliyinə nəzarət etməyə imkan verir.
Fazalararası nüvədə onun konsentrasiyası 100 mq/ml-dir. Bir məməli nüvəsində diametri təxminən 10 mikron olan sferik nüvədə lokallaşdırılmış təxminən 2 m DNT var.
Protein qrupları
Müxtəlifliyə baxmayaraq, iki qrupu ayırmaq adətdir. Histon və qeyri-histon zülallarının funksiyaları müəyyən fərqlərə malikdir. Bütün xromatin zülallarının təxminən 80 faizi histonlardır. Onlar ion və duz bağları vasitəsilə DNT ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar.
Əhəmiyyətli miqdarda olmasına baxmayaraq, xromatinin histonları və qeyri-histon zülallarıəhəmiyyətsiz müxtəlif zülallarla təmsil olunan eukaryotik hüceyrələr təxminən beş-yeddi növ histon molekulunu ehtiva edir.
Xromosomlarda qeyri-histon zülalları əsasən spesifikdir. Onlar yalnız DNT molekullarının müəyyən strukturları ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar.
Histon xüsusiyyətləri
Xromosomda histon və qeyri-histon zülallarının funksiyaları hansılardır? Histonlar DNT ilə molekulyar kompleks şəklində birləşirlər, onlar belə bir sistemin alt bölmələridir.
Histonlar yalnız xromatinə xas olan zülallardır. Onlar orqanizmlərdə müəyyən funksiyaları yerinə yetirməyə imkan verən müəyyən keyfiyyətlərə malikdirlər. Bunlar arginin və lizinin kifayət qədər yüksək tərkibi ilə xarakterizə olunan qələvi və ya əsas zülallardır. Amin qruplarındakı müsbət yüklərə görə DNT-nin fosfat strukturlarında əks yüklərlə elektrostatik və ya duz bağı yaranır.
Bu bağ kifayət qədər labildir, asanlıqla məhv edilir və histonlara və DNT-yə parçalanma baş verir. Xromatin mürəkkəb nuklein-zülal kompleksi hesab edilir, onun daxilində yüksək polimerik xətti DNT molekulları, həmçinin xeyli sayda histon molekulları vardır.
Xüsusiyyətlər
Histonlar molekulyar çəki baxımından kifayət qədər kiçik zülallardır. Bütün eukaryotlarda oxşar xüsusiyyətlərə malikdirlər və oxşar histon sinifləri tərəfindən tapılır. Məsələn, H3 və H4 növləri argininlə zəngin hesab olunur, çünki onların tərkibində bunun kifayət qədər miqdarı varamin turşuları.
Histon növləri
Belə histonlar mühafizəkar sayılırlar, çünki onların tərkibindəki amin turşusu ardıcıllığı hətta uzaq növlərdə də oxşardır.
H2A və H2B orta lizin zülalları hesab olunur. Bu qruplar daxilində müxtəlif obyektlərin ilkin strukturunda, eləcə də amin turşusu qalıqlarının ardıcıllığında bəzi dəyişikliklər var.
Histon H1 amin turşularının oxşar ardıcıllıqla düzüldüyü zülallar sinfidir.
Daha əhəmiyyətli toxumalararası və növlərarası variasiyalar göstərirlər. Əhəmiyyətli miqdarda lizin ümumi xüsusiyyət kimi qəbul edilir, bunun nəticəsində bu zülallar seyreltilmiş şoran məhlullarında xromatindən ayrıla bilər.
Bütün siniflərin histonları əsas amin turşularının çoxluq paylanması ilə xarakterizə olunur: arginin və lizin molekulların uclarında.
H1 digər histonlarla qarşılıqlı əlaqədə olan dəyişən N-terminusa malikdir və C-terminusu lizinlə zənginləşdirilmişdir, məhz DNT ilə qarşılıqlı əlaqədə olan odur.
Histon modifikasiyası hüceyrələrin həyatı boyu mümkündür:
- metilləşmə;
- asetilləşmə.
Belə proseslər müsbət yüklərin sayının dəyişməsinə səbəb olur, onlar geri dönən reaksiyalardır. Serin qalıqları fosforilləşdikdə, artıq mənfi yük yaranır. Bu cür dəyişikliklər histonların xüsusiyyətlərinə və onların DNT ilə qarşılıqlı əlaqəsinə təsir göstərir. Məsələn, histonlar asetilləşdikdə, genlərin aktivləşməsi müşahidə olunur və defosforilasiya dekondensasiya və kondensasiyaya səbəb olur.xromatin.
Sintez xüsusiyyətləri
Proses sitoplazmada baş verir, sonra nüvəyə daşınır, S-dövründə replikasiyası zamanı DNT-yə bağlanır. Hüceyrə tərəfindən DNT sintezi dayandırıldıqdan sonra məlumat histonu RNT bir neçə dəqiqə ərzində parçalanır, sintez prosesi dayanır.
Qruplara bölünmə
Histon olmayan zülalların müxtəlif növləri var. Onların beş qrupa bölünməsi şərtidir, daxili oxşarlığa əsaslanır. Yüksək və aşağı eukaryotik orqanizmlərdə əhəmiyyətli sayda fərqli xüsusiyyətlər müəyyən edilmişdir.
Məsələn, aşağı onurğalı orqanizmlərin toxumalarına xas olan H1 əvəzinə daha çox serin və arginin ehtiva edən histon H5 tapılır.
Eukariotlarda histon qruplarının qismən və ya tam olmaması ilə bağlı vəziyyətlər də var.
Funksionallıq
Oxşar zülallar bakteriyalarda, viruslarda, mitoxondrilərdə tapılıb. Məsələn, E. coli-də hüceyrədə amin turşusu tərkibi histonlara bənzəyən zülallar tapıldı.
Histon olmayan xromatin zülalları canlı orqanizmlərdə mühüm funksiyaları yerinə yetirir. Nukleosomların identifikasiyasına qədər bu cür zülalların funksional əhəmiyyəti, tənzimləyici və struktur rolu ilə bağlı iki fərziyyə istifadə edilmişdir.
Məlum oldu ki, RNT polimerazı təcrid olunmuş xromatinə əlavə etdikdə transkripsiya prosesi üçün şablon alınır. Amma onun fəaliyyəti qiymətləndirilirtəmiz DNT üçün bunun yalnız 10 faizi. Histon qruplarının çıxarılması ilə artır və onlar olmadıqda maksimum dəyərdir.
Bu, histonların ümumi məzmununun transkripsiya prosesini idarə etməyə imkan verdiyini göstərir. Histonlarda keyfiyyət və kəmiyyət dəyişiklikləri xromatinin aktivliyinə, onun yığcamlıq dərəcəsinə təsir göstərir.
Müxtəlif hüceyrələrdə spesifik mRNT-lərin sintezi zamanı histonların tənzimləyici xüsusiyyətlərinin spesifikliyi məsələsi tam öyrənilməmişdir.
Tərkibində təmiz DNT olan məhlullara histon fraksiyasının tədricən əlavə edilməsi ilə DNP kompleksi şəklində çökmə müşahidə olunur. Xromatin məhlulundan histonlar çıxarıldıqda, həll olunan bazaya tam keçid baş verir.
Histon olmayan zülalların funksiyaları yalnız molekulların qurulması ilə məhdudlaşmır, onlar daha mürəkkəb və çoxşaxəlidir.
Nükleosomların struktur əhəmiyyəti
İlk elektromikroskopik və biokimyəvi tədqiqatlarda DPN preparatlarında diametri 5-50 nm diapazonunda olan filamentli strukturların olduğu sübut edilmişdir. Zülal molekullarının strukturu ilə bağlı fikirlərin təkmilləşdirilməsi ilə xromatin fibrilinin diametri ilə dərmanın ayrılması üsulu arasında birbaşa əlaqə olduğunu öyrənmək mümkün oldu.
Mitotik xromosomların və interfaza nüvələrinin nazik kəsiklərində qlutaraldehidlə aşkar edildikdən sonra qalınlığı 30 nm olan xromlaşdırılmış fibrillər aşkar edilmişdir.
Fibrillər oxşar ölçülərə malikdironların nüvələrinin fiziki fiksasiyası zamanı xromatin: dondurma, çipləmə, oxşar preparatlardan replikaların alınması zamanı.
Xromatinin qeyri-histon zülalları xromatin hissəciklərinin nukleosomları tərəfindən iki fərqli şəkildə kəşf edilmişdir.
Araşdırma
Xromatin preparatları elektron mikroskopiya üçün substratda cüzi ion gücünə malik qələvi şəraitdə yerləşdirildikdə muncuqlara bənzər xromatin zəncirləri alınır. Onların ölçüsü 10 nm-dən çox deyil və qlobullar uzunluğu 20 nm-dən çox olmayan DNT seqmentləri ilə bir-birinə bağlıdır. Müşahidələr zamanı DNT-nin quruluşu ilə parçalanma məhsulları arasında əlaqə yaratmaq mümkün olub.
Maraqlı məlumat
Histon olmayan zülallar xromatin zülallarının təxminən iyirmi faizini təşkil edir. Onlar zülallardır (xromosomlar tərəfindən ifraz olunanlar istisna olmaqla). Qeyri-histon zülalları bir-birindən təkcə xassələrinə görə deyil, həm də funksional əhəmiyyətinə görə fərqlənən zülalların birləşmiş qrupudur.
Onların əksəriyyəti həm fazalararası nüvələrin tərkibində, həm də mitotik xromosomlarda olan nüvə matriks zülallarına aiddir.
Histon olmayan zülallara müxtəlif molekulyar çəkilərə malik təxminən 450 fərdi polimer daxil ola bilər. Onların bəziləri suda, digərləri isə turşu məhlullarında həll olunur. Denaturlaşdırıcı maddələrin iştirakı ilə davam edən dissosiasiyanın xromatini ilə əlaqənin kövrəkliyinə görə, bu zülal molekullarının təsnifatı və təsviri ilə bağlı əhəmiyyətli problemlər var.
Histon olmayan zülallar tənzimləyici polimerlərdir,transkripsiyanı stimullaşdırır. Bu prosesin DNT-də müəyyən ardıcıllıqla bağlanan inhibitorları da var.
Histon olmayan zülallara nuklein turşularının metabolizmində iştirak edən fermentlər də daxil ola bilər: RNT və DNT metilazalar, DNazalar, polimerazlar, xromatin zülalları.
Bir çox oxşar polimer birləşmələrin mühiti yüksək hərəkətliliyə malik ən çox öyrənilmiş qeyri-histon zülalları hesab olunur. Onlar yaxşı elektroforetik hərəkətlilik, adi duz məhlulunda ekstraksiya ilə xarakterizə olunur.
HMG zülalları dörd növdə olur:
- HMG-2 (m.w.=26.000),
- HMG-1 (m.w.=25.500),
- HMG-17 (m.w.=9247),
- HMG-14 (m.w.=100.000).
Belə strukturların canlı hüceyrəsi histonların ümumi miqdarının 5%-dən çoxunu ehtiva etmir. Onlar xüsusilə aktiv xromatində çox yayılmışdır.
HMG-2 və HMG-1 zülalları nukleosomlara daxil deyil, onlar yalnız bağlayıcı DNT fraqmentləri ilə birləşirlər.
Zülallar HMG-14 və HMG-17 nukleosomların ürəyə bənzər polimerlərinə bağlana bilir, nəticədə DNP fibrillərinin yığılma səviyyəsi dəyişir, onlar RNT polimeraza ilə reaksiya üçün daha əlçatan olacaqlar. Belə bir vəziyyətdə HMG zülalları transkripsiya fəaliyyətinin tənzimləyicisi rolunu oynayır. DNase I-ə qarşı artan həssaslığa malik olan xromatin fraksiyasının HMG zülalları ilə doyduğu aşkar edilmişdir.
Nəticə
Xromatinin struktur təşkilinin üçüncü səviyyəsi DNT-nin ilmə domenləridir. Araşdırmalar zamanı məlum olub ki, yalnızxromosom elementar komponentlərinin prinsipini deşifrə edərək, mitozda, interfazada xromosomların tam təsvirini əldə etmək çətindir.
Maksimum spirallaşma sayəsində 40 dəfə DNT sıxlığı əldə edilir. Bu, xromosomların ölçüsü və xüsusiyyətləri haqqında real fikir əldə etmək üçün kifayət deyil. Məntiqlə belə nəticəyə gəlmək olar ki, DNT yığılmasının daha da yüksək səviyyələri olmalıdır, onun köməyi ilə xromosomları birmənalı şəkildə xarakterizə etmək mümkün olardı.
Alimlər onun süni dekondensasiyası nəticəsində xromatinin təşkilinin oxşar səviyyələrini aşkar edə biliblər. Belə bir vəziyyətdə, spesifik zülallar birləşmə yerlərində domenləri olan DNT-nin müəyyən hissələrinə bağlanacaq.
DNT halqasının qablaşdırılması prinsipi eukaryotik hüceyrələrdə də kəşf edilmişdir.
Məsələn, təcrid olunmuş nüvələr xörək duzunun məhlulu ilə müalicə olunarsa, nüvənin bütövlüyü qorunmuş olar. Bu quruluş nukleotid kimi tanındı. Onun periferiyasına orta ölçüsü 60 kb olan xeyli sayda qapalı DNT ilmələri daxildir.
Xromomerlərin preparativ təcrid edilməsi, ardınca onlardan histonların çıxarılması ilə elektron mikroskop altında ilmələnmiş rozetşəkilli strukturlar görünəcək. Bir yuvadakı ilmələrin sayı 15-dən 80-ə qədərdir, DNT-nin ümumi uzunluğu 50 mikrona çatır.
Zülal molekullarının strukturu və əsas funksional xüsusiyyətləri haqqında eksperimental fəaliyyətlər zamanı əldə edilən fikirlər alimlərə dərman preparatları hazırlamağa, innovativgenetik xəstəliklərlə effektiv mübarizə üsulları.
