組蛋白是真核細胞和歐洲門的一些單細胞微生物中的結構,作為細胞脫氧核糖核酸(DNA)緊密包裹的線軸。如果沒有組蛋白所能提供的空間保護,細胞不能含有自己的DNA。組蛋白在基因表達中也扮演著重要的角色,通過激活或阻止轉錄活...
組蛋白是真核細胞和歐洲門的一些單細胞微生物中的結構,作為細胞脫氧核糖核酸(DNA)緊密包裹的線軸。如果沒有組蛋白所能提供的空間保護,細胞不能含有自己的DNA。組蛋白在基因表達中也扮演著重要的角色,通過激活或阻止轉錄活性分子進入DNA基因。第三個任務是維持DNA和大得多的染色體的結構完整性。

組蛋白充當DNA包裹的線軸組成組蛋白的物質是不同物種之間差別不大的蛋白質。最常見的蛋白質稱為H1/H5、H2A、H2B、H3和H4。DNA通過組蛋白側基和DNA之間的吸引力與組蛋白緊密結合。這種吸引力通過在H3和H4蛋白質末端的一些賴氨酸或精氨酸氨基酸中加入乙酰基或甲基。DNA鏈的收緊或放松導致基因不可接近,即所謂的"打開"或"關閉"。

組蛋白通過使或者阻礙轉錄活性分子進入DNA基因。在大多數細胞中,不管來源如何,八種組蛋白(H2A、H2B、H3和H4)組成八位體結構。大約146個堿基對的DNA幾乎兩次纏繞在八位體結構上形成一個"核小體"。一個短的DNA環,由H1蛋白或其H5類似物穩定,導致下一個核小體,形成一個結構,通常特征是"串珠"核小體及其連接的DNA片段形成緊密的螺旋狀,每圈有六個核小體,形成所謂的染色質纖維。這些纖維聚在一起形成染色體。組蛋白H2A、H2B、H3和H4的分子量相對較低,每個蛋白質分子含有120至135個氨基酸。組蛋白H1/H5長得多,使核小體具有結構框架,就像一根連接一系列圓盤的鋼棒。在人類細胞中,如果所有的DNA都被解開并端對端地排列,那么這個鏈大約有70英寸長(1.8米),但只有大約0.0000007英寸(180納米)厚。通過卷繞和重新卷繞亞結構,23對染色體在一個直徑小于0.0004英寸(10微米)的細胞核中起作用。組蛋白通過控制分子環境使這種折疊成為可能。組蛋白最初被認為只有上述類型。然而,研究表明其多樣性要比以前多得多接受。基本分子仍然是相對相同的,即使是在生物之間,如酵母和哺乳動物的分化。這一特征被稱為進化守恒。它表明,即使這些分子的微小變化,也會導致細胞不能繁衍或繁殖,并對細胞造成損害和進化懲罰組蛋白維持染色體的結構完整性。