组织蛋白,又称
组蛋白,是
染色质的主要
蛋白质。它们是
脱氧核糖核酸(DNA)摺叠时所依赖的线轴,及在
基因表现调控中占一角色。组织蛋白可以在
真核生物的
细胞核中发现,除了某些
古细菌外,其他
细菌则没有组织蛋白。这些古细菌的组织蛋白可以帮助重整真核生物组织蛋白的进化前体。组织蛋白在真核生物中是极需要保存的蛋白质,特别是因它在细胞核内的重要角色。
分类
现时已知的组织蛋白并有六种,分别为H1(有时称为连接组织蛋白H5)、H2A、H2B、H3、H4及古细菌组织蛋白。
在H2A、H2B、H3及H4这四种组织蛋白中的其中两种称为「核心组织蛋白」,并且集合成为八聚体的
核小体核心颗粒。这种集合是将DNA的146对
硷基对以1.65左手超螺旋形围在这个蛋白质线轴。连接组织蛋白H1将核小体核心颗粒与DNA的进入位点及E位点结合,因而可以将DNA紧扣在位,并且能容许形成更高层次的结构。最基本的形状为一个10
纳米的纤维或一连串的珠子。这涉及将在每一个核小体之间约50对的DNA硷基对围在这些核小体上,这些DNA又称为连接DNA。较高层次的结构包括有30及100纳米的纤维,是在一般
细胞内的结构。在
减数分裂中,透过核小体与其他
蛋白质的相互作用,合成
染色体。合成的组织蛋白与DNA称为
染色质。
核心组织蛋白是高度保存的蛋白质,意即组织蛋白在
胺基酸序列中有着非常小的改变。连接组织蛋白通常有着多於一种的形状,对比核心组织蛋白是较少保存的。
在主要的组织蛋白类别中,亦存在一些异构体。它们有着相同的胺基酸序列及相似的核心结构,但却有着不同的特徵。这些不同的组织蛋白通常带着染色质的特别功能,就如与H3相似的CenpA是唯一的组织蛋白与染色体的
着丝点联合;H2A的异构体H2A.Z是与活性转录基因联合与涉及在
异染色体的形成;另一个H2A异构体H2A.X以
双链断裂与DNA结合,并进行
DNA修复。
H1
组织蛋白H1有着一个中央球状
结构域及长的C与N端尾巴,能将小珠子串结构围成30
纳米大小的螺线管结构。对比其他种类的组织蛋白,H1的数量只为其他的一半。这是因为它不是构成
核小体部份,而只是将DNA及核小体紧扣在一起。H1亦有着它的异构体,称为组织蛋白H5。
H2A、H2B及H4
组织蛋白H2A、H2B及H4同样有着一个主要的球状
结构域与长的N端尾巴,是组成小珠子串结构内的
核小体的重要原素。
H3
与组织蛋白H2A及H2B类似,组织蛋白H3有着一个主要的球状
结构域与长的N端尾巴,是组成小珠子串结构内的
核小体的重要原素。它的N端尾巴从球状核小体核心伸出,能进行多种影响细胞运作的
表观遗传修饰。这些修饰包括将甲基及乙醘基共价附着於
离氨酸或
精氨酸,及
丝氨酸或
羟丁氨酸的磷酸化。离氨酸9的
甲基化涉及
基因沉默及在DNA内形成相对较不活跃的异染色质。组织蛋白H3的
乙醘基化会在组织蛋白尾巴内不同的离氨酸位置出现,并且由
组织蛋白乙醘转移酶(HAT)所催化。离氨酸14的乙醘基化在
基因中很普遍,亦会转录成为
核糖核酸(RNA)。
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