试述核小体的结构要点及其实验证据。

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  结构要点:

  (1)每个核小体单位包括200bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体及一个分子H1。

  (2)组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心结构,由4个异二聚体组成,包括两个H2A-H2B和两个H3-H4。两个H3-H4形成4聚体位于核心颗粒中央,两个H2A-H2B二聚体分别位于4聚体两侧。每个异二聚体通过离子键氢键结合约30bpDNA。

  (3)146bp的DNA分子超螺旋盘绕组蛋白八聚体1.75圈,组蛋白H1在核心颗粒外结合额外20bpDNA,锁住核小体DNA的进出端,起稳定核小体的作用。包括组蛋白H1和166bpDNA的核小体结构又称染色质小体。

  (4)两个相邻核小体之间以连接DNA相连,典型长度60bp,不同物种变化值为0~80bp。

  实验证据:

  (1)用温和的方法裂解细胞核,铺展染色质,电镜观察未经处理的染色质自然结构为30nm的纤丝,经盐溶液处理后解聚的染色质呈现10nm串珠状结构。

  (2)用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,经过蔗糖梯度离心及琼脂糖凝胶电泳分析,发现绝大多数DNA被降解成约200bp的片段;部分酶解,则得到的片段是以200bp不单位的单体、二体(400bp)、三体(600bp)等等。如果用同样的方法处理裸露的DNA,则产生随机大小的片段群体,由此显示染色体DNA除某些周期性位点之外,均受到某种结构的保护,避免酶的接近。

  (3)应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建技术研究,发现核小体颗粒是直径为11nm、高6.0nm的扁园柱体,具有二分对称性,核心组蛋白的构成是先形成(H3)2?(H4)2四聚体,然后再与两个H2A?H2B异二聚体结合形成八聚体。

  (4)SV40微小染色体(minichromosome)分析与电镜观察:用SV40病毒感染细胞,病毒DNA进入细胞后,与宿主的组蛋白结合,形成串珠状微小染色体,电镜观察到SV40DNA为环状,周长为1500nm,约含5.0kb。若200bp相当于一个核小体,则可形成25个核小体,实际观察到23个,与推断基本一致。

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