Структура октамера гистонов в составе реконструированных полинуклеосом в присутствии гистона H1 и двухвалентных катионов

Abstract

Методами флюоресцентной спектроскопии исследованы влияние гистона H1 и двухвалентных катионов на структуру октамера гистонов (Н2А— Н2В—НЗ—Н4)₂ в комплексе с высокомолекулярной ДНК. Изменения в положении спектра тирозиновой флюоресценции гистонов свидетельствуют o наличии трех структурных состояний октамера в составе нуклеосом в отсутствие гистона H1: «рыхлый» октамер (I)—30—600 мМ NaCl; «компактный» октамер (II)—3–10 мМ NaCl; «развернутый» октамер – менее 1 мМ NaCl (III). Катионные агенты различной природы (ионы Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺, гистон H1) как независимо, так и при комбинированном действии оказывают сходное влияние на структурные перестройки нуклеосомы. Полученные результаты позволяют заключить, что структура октамера гистонов в 2 М NaCl сходна с его структурой в составе диспергированной нуклеосомной нити, но существенно отличается от состояния октамера в условиях действия на хроматин компактизующих агентов.

Методами флуоресцентної спектроскопії досліджено вплив гистона H1 і двовалентних катіонів на структуру октамеру гістонів (Н2А-Н2В-НЗ-Н4)₂ у комплексі з високомолекулярною ДНК. Зміни в положенні спектра тирозинової флуоресценції гістонів свідчать прo наявність трьох структурних станів октамеру у складі нуклеосом за відсутності гістона H1: «пухкий» октамер (I) – 30–600 мМ NaCl; «Компактний» октамер (II) – 3–10 мМ NaCl; «Розгорнутий» октамер - менше 1 мМ NaCl (III). Катіонні агенти різної природи (іони Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺, гистон H1) як незалежно, так і за комбінованої дії чинять подібний вплив на структурні перебудови нуклеосоми. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що структура октамеру гістонів у 2 М NaCl схожа з такою у складі диспергованої нуклеосомної нитки, але істотно відрізняється від стану октамеру за умов дії на хроматин компактизувальних агентів.

The influence of H1 histone and divalent cations upon the structure of (H2A-H2B-H3-H4)₂ histone octamer in the complex with high-molecular weight DNA has been studied by fluorescence spectroscopy. Changes in the position of tyrosine histone fluorescence spectrum indicate the existence of three structural states of octamer in the nucleosorne without HI histone: «expanded» octamer (I) within 30–600 mM NaCl; «compact» octamer (II) within 3–20 mM NaCl; «unfolded» octamer (III) within less than 1 mM NaCl. Cation agents of different nature (Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ ions, H1 histone), acting either independently or in combination exert a similar effect upon structural rearrangements of nucleosorne. The obtained results permit concluding that histone octamer structure in 2 M NaCl is similar to that in disordered nucleosome fiber, but it considerably differs from the octamer state within the compact chromatin.