Хроматин
ДНҚ тығыздалуының бірінші деңгейі: нуклеосомдардың қурылымдық рөлі
Ерте биохимиялық және электронды - микроскопиялық жұмыстарда көрсеткендей ДНП препараттары диаметрі 5нм-ден 50нм-ге дейін жететін жіпшелі құрылымдардан тұрады. Кейін фибриллдердің диаметрі препараттың бөлінуі тәуелді екендігі анықталды. Интерфазалық ядроның жұқа кесінділерінде және митотикалық хромосомасында глутарлы альдегид фиксациясынан кейін қалыңдығы 30 нм хроматин фибриллдері анықталды. Ядро фиксациясы кезінде де осындай көлемді хроматин фибриллдері болды. Бірақ осы барлық әдістерді қолданғанмен ешкандай хроматин фибриллдеріндегі гистондарды және ДНҚ топталуын сипаттай алмады. Нуклеосома дегеніміз - хроматиннің дискретті бөлшектері. Хроматиннің зерттеу жұмыстарында ірі ашылу болады, ол нуклеосомдардың екі түрлі жолмен ашуы. Хроматин препаратының ионды күші әлсіз сілтілі ортада электронды микроскоп тақтайшасына отырғызғанда оның жіпшеге орналаскан моншак тәрізді екендігі көрінеді: бір-бірімен ұзындығы 20нм ДНҚ кесіндісі арқылы байланыскан шамамен Юнм орташа глобулалар. Бұл бақылаулар хроматинді нуклеазалық өңдеуден кейін фракциялағандағы нәтижемен сәйкес. Бөлініп алынған хроматинге микроккок нуклеазасымен әсер еткенде ол жиі қайталанатын құрылымдарға ажырайтындығы анықталады. Мысалы, хроматиннен алынған ДНҚ, нуклеазамен өңделген, сүр кесінділерден құралды, қысқа 200 жүпқа негіз болды, 200, 400, 600, 800 жұп нуклеотидтер кесінділерде кездесті. Бұл яғни шамамен 200ж.н. орналаскан хроматин құрамындағы нуклеаза тартысында ДНҚ бөлігіне тартылады. Сонымен қатар ДНҚ ядросының 2% ғана ДНҚ-ның қышқылды фракциясына кетеді. Центрифугалау жолымен хроматиннен нуклеазаны өңдегеннен кейін 11S седиментация жылдамдығымен фракция бөліктерін ажыратуға болады. (S- Сведберг бірлігі седиментация жылдамдығын анықтайды.) Сонымен қатар бөліктер өлшемі: димерлер, тримерлер, тетрамерлер және т.б. 11S бөлігінің құрамында шамамен 200ж.н. ДНҚ және 8 гистондар(октамер) 2-ден гистон көшірмесі Н2А, Н2В, НЗ және Н4 және HI бір гистон көшірмесі. Мұндай күрделі нуклепротеид бөлігі нуклеосома атауына ие болды.Нуклеосома мынадай жолмен құралған: гистон октамерлері өзекті ақуызды негізге өзгередЦағылшын сөзі соге-қыртыс, қыртысты бөлік жоғарғы жағында 146ж.н. тұратын ДНҚ болады, 1,75 айналымнан өзгерген, ал калғандары 54ж.н. ДНҚ бөлікті өзгертеді, линкер- өзекті ақуызбен байланыспаған,ол 2 көрші нуклеосоманы байланыстырады. HI гистоны жиілеп, негізгі және линкер бөлігімен байланысады. Толық нуклеосома құрамында шамамен 200 ж.н. ДНҚ және гистонның қыртысты октамерлері және HI гистонының 1 молекуласы бар. Толық нуклеосоманың молекулалық массасы 262000 Да. Өзекті немесе қыртысты бөлік құрылымы бойынша өте консервативті: құрамында үнемі 146 ж.н. ДНҚ және гистон октамерлері бар. Нейтронды орналастыру әдісін пайдалана отырып нуклеосоманың анық өлшемін және формасын анықтауға болады. Электронды микрокөшірмесіне орналасады да, тартылған ДНҚ молекуласында тығыз, үйлесімді отырғызылған шамаімен Юнм, глобулярлы «моншактарға» өзгереді. Негізінен тек линкерлі бөлігі тығыздалған, ал калғандары гистон октамерлерінің шеткі жағында ДНҚ ұзындығына спиральді түрде салынған. Гистон октамерлерінің өзі, құрамына тетрамер (НЗ. Н4) және 2 тәуелсіз димер Н2А.Н2В кіреді, және формасы ойнайтын допты еске түсіреді. Нуклеосома бөлігінің үстіне ДНҚ спиралін жалғастырсақ, ол тығыз нуклеосомада орналаскан, калыңдығы шамамен Юнм тегіс жіпшеге өзгерте отырып, көрші нуклеотидтерді байланыстырады. Сонымен қатар қосымша ДНҚ спиралданғаннан кейін, біріншілік ДНҚ компактизациясы жүреді. ДНҚ фосфаттарымен гистон октамерлерінің жоғарғы жағында оң зарядталған амин қышқылдар калдықтарының қарым-қатынас әсерінен, нуклеосоманың өзегінің шеткі бөлімімен 2ДНҚ жіпшесі байланысады. Өзекті гистондарының үштарындағы бөліктер, оң зарядпен толтырылған, яғни ол қосымша нуклеосома құрылымына тұрақтылық беру қызметін аткарады. ДНҚ тығыздалуында өзекті ақуыздарының қызметі нуклеосоманың өзін- өзі жинақталуында көрсетілген. ДНҚ және гистондарды қосып, толық реконструкциялы нуклеосомдарды алуға болады. Гистон HI нуклеосомдардың өзгеруіне қажет емес, ол жоғарғы деңгейдегі ДНҚ тығыздалуына және дайын нуклеосомдарды бір-біріне байланыстырады.НЗ және Н4 гистондары нуклеосомдарды орналасуына қатысады. ДНҚ бастамасында тетрамерлермен байланысады (НЗН4), содан кейінірек екі димер Н2А.Н2В байланысады. Нуклеосомдардың өзгерісіне ДНҚ компактизациясының біріншілік этаптарына НЗ және Н4 гистондары құрылымдық қызмет атқарады.