В клетках эукариот ДНК упаковывается в хромосомы с помощью белков-гистонов, но такая укладка происходит в несколько этапов, детали которых до сих пор не прояснены. Известно, что сначала ДНК и белки образуют нуклеосомы: нить ДНК наматывается на комплекс гистонов, напоминающих шайбу. Затем такие шайбы нуклеосом стягиваются вместе и образуют спиралеобразную, скрученную нить. Но как именно это происходит, как нуклеосомы складываются в хромосому?


Отчасти уточнить ситуацию с пространственной укладкой нуклеосом удалось специалистам из Института биофизики Китайской академии наук, которые рассматривали строение хромосомы в криоэлектронный микроскоп. В журнале Science исследователи пишут, что один из гистонов, H1, связывает по четыре нуклеосомы в единый комплекс — тетрануклеосомную единицу. Столь сложные единицы становятся строительными элементами для следующего этапа организации, когда они формируют двойную спираль.

То есть форма и структура ДНК как бы повторяются на более высоком уровне, только в каждом кусочке этой ДНК-подобной структуры гораздо больше самой ДНК.



Смысл гистона Н1 в том, чтобы укладывать нуклеосомы в компактные стопки: без этого суперспирали не получится. И нуклеосомы, и суперспираль учёные видели уже давно, но на сей раз им впервые удалось выяснить, какой гистон отвечает за переход с одного уровня организации на другой. Это, в свою очередь, должно помочь нам понять, как ДНК остаётся одновременно и плотно упакованной, и сравнительно легкодоступной для молекулярных манипуляций (хотя процедура разархивирования всё равно должна при этом происходить, а занимает она не так много времени, как можно было бы ожидать, учитывая степень упаковки).

Теперь исследователям предстоит понаблюдать за процедурой укладки хромосом и распаковки ДНК, чтобы ответить после этого на такой вопрос: что происходит при этом с тетрануклеосомным «кирпичом», формирующим хромосомную двойную спираль?

Подготовлено по материалам Института биофизики Китайской академии наук. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.