Підручник - БІОЛОГІЧНА ХІМІЯ - Губський Ю.І. - 2000

Розділ I. БІОМОЛЕКУЛИ ТА КЛІТИННІ СТРУКТУРИ

ГЛАВА 3. НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ. НУКЛЕОТИДИ

3.5. МОЛЕКУЛЯРНА ОРГАНІЗАЦІЯ ЯДЕРНОГО ХРОМАТИНУ І РИБОСОМ

За своєю молекулярною організацією хроматин клітинного ядра або нуклеоїд та рибосоми еукаріотів і прокаріотів є складними за структурою нуклеопротеїновими комплексами.

Ядерний хроматин

Хроматин ядра еукаріотів є структурою, що на електронних мікрофотографіях являє собою волокна, які нагадують нитки намиста. Окремі кулеподібні намистини хроматинових волокон отримали назву нуклеосом.

Усередині нуклеосоми знаходиться білкова частина — ядро, або нуклеосомний кор (від англ. core — серцевина, ядро), на поверхню якого намотаний відрізок двоспіральної ДНК (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Схема молекулярної організації нуклеосом ядерного хроматину.

До складу нуклеосомного кору входять вісім молекул гістонів (гістоновий октамер): по дві молекули гістонів Н2А, Н2В, Н3 та Н4 (табл. 3.4).

Таблиця 3.4. Гістони ядерного хроматину

Гістоновий октамер у складі нуклеосоми формує кулеподібну структуру, обмотану двоспіральною ДНК за типом суперспіралі. Нуклеосомна ДНК утворює навколо кору 1,75 витка (приблизно 140 нуклеотидних пар) і переходить на іншу нуклеосому. Із відрізком ДНК, який об’єднує сусідні нуклеосоми (лінкерна ДНК, довжина якої — 50 нуклеотидних пар) зв’язаний гістон Н1.

Гістони, що входять до складу хроматину, є основними білками, які містять значну кількість діаміномонокарбонових амінокислот лізину та аргініну, позитивний заряд яких дає їм можливість утворювати солеподібні комплекси з фосфатними групами ДНК. Біологічна функція гістонів полягає в регуляції зчитування генетичної інформації з молекул ДНК.

Крім гістонів (білків основного характеру), до складу ядерного хроматину входять певна кількість кислих негістонових білків (НГБ) (декілька десятків фракцій) та незначний відсоток ліпідів і іонів металів, зокрема Mg²⁺, Ca²⁺, Fe²⁺. Біохімічні функції цих мінорних компонентів хроматину ще не повністю з’ясовані.

Рибосоми

Рибосоми — субклітинні часточки, що за біохімічним складом являють собою рибонуклеопротеїнові структури. Вони є «молекулярними машинами», в яких відбуваються основні етапи біосинтезу білків — трансляції. У клітинах людини і тварин більша частина рибосом зв’язана з мембранами ендоплазматичного ретикулуму.

Рибосоми прокаріотичних та еукаріотичних клітин мають схожу молекулярну організацію, складаючись із двох субодиниць — меншої та більшої, — що відрізняються за розмірами та наборами специфічних рРНК і рибосомних білків (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Схема будови рибосом прокаріотичних та еукаріотичних клітин.

Участь окремих субодиниць рибосом у реалізації біохімічних реакцій трансляції буде розглянуто в главі 21.