每個人類細胞當中約有 3000 萬個核小體
研究者相信它們已經(jīng)發(fā)現(xiàn) DNA 當中除了遺傳密碼之外的第二種密碼。
遺傳密碼詳述細胞能夠製造的各種蛋白質(zhì)。第二種密碼迭加在第一種上,組
成核小體(nucleosomes,DNA 以成圈的方式圍繞在小型的蛋白質(zhì)四周,核
小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu))的配置方式。
這項發(fā)現(xiàn),如果經(jīng)過確認,可以開啟基因高層次控制的新視野,例如這種關(guān)
鍵卻又相當神祕的程序:每一種人類細胞都被允許活化所需要的基因,但是
不能夠存取被其他型態(tài)細胞所使用的基因。
這種新密碼在當期的 Nature 當中描述,由以色列 Weizmann 研究所的
Eran Segal 以及伊利諾州西北大學的 Jonathan Widom 還有他們的同僚所
完成。
每個人類細胞當中約有 3000 萬個核小體。會需要這么多,是因為每股 DNA
以(每圈) 1.65 倍的長度纏繞在一起(形成串珠結(jié)構(gòu)),在每一個彎曲處
(twist)包含 147 個此單位,而 DNA 分子在每單一個染色體當中有 2 億
2 千 5 百萬個單位。
生物學家已經(jīng)懷疑多年,在 DNA 上的某些地方,特別是那些容易折彎之處
,比其他更適合核小體,但是沒有一個全然的樣式(pattern)出現(xiàn)。
Segal 與 Widom 博士分析了酵母基因序列中約 200 處的地方,目前已知核
小體會黏合在那裡,并且發(fā)現(xiàn)那裡真的有一個隱藏的樣式。
知道了樣式,他們就能夠預測核小體在其他生物當中約 50% 的配置。
樣式是一個序列的結(jié)合,讓 DNA 自身更加容易彎曲并且緊密的纏繞在核小
體四周。但這個樣式只需要此序列的某一部份,來呈現(xiàn)在每一個核小體彎曲
的地點,所以它并不明顯。其需求鬆散的緣故很可能是因為它不能與遺傳密
碼相沖突所致,而遺傳密碼本身也有一些冗馀(或扭動空間 [wiggle room]
)內(nèi)建在其中。
有 DNA 中單位的序列來決定核小體當中的配置,將能解釋轉(zhuǎn)錄因子(
transcription factor,能夠活化基因的蛋白質(zhì))中一項讓人困惑的功能。
轉(zhuǎn)錄因子可以辨識 DNA 的短序列(每個長度中有 6-8 個單位,它就位于要
被轉(zhuǎn)錄的基因之前)。
但這些短序列經(jīng)常在 DNA 當中出現(xiàn),所以轉(zhuǎn)錄因子,看起來,必定經(jīng)常與
錯誤的結(jié)合在一起。Segal 博士,一位計算生物學家,相信這些錯誤的地方
事實上是不能夠存取的,因為它們是 DNA 環(huán)繞核小體的一部份。轉(zhuǎn)錄因子
只能夠看見在 "裸露" DNA 上所出現(xiàn)的地點,其位于兩個核小體之間。
核小體會頻繁的到處移動,當一個基因必須要轉(zhuǎn)錄時,將讓 DNA 自由漂浮
。給予這個固定的通量(constant flux),Segal 博士表示他相當驚訝,
他們可以預測核小體偏好的位置達一半以上。但為了要破解這些密碼,在探
索核小體以及其他蛋白質(zhì)相互作用來控制 DNA 上, "我們認為這是我們第
一次有一個真正的定量可以操作," 他說。
其他 50% 的地點很可能要由核小體與其他蛋白質(zhì)之間的競爭來決定,
Segal 提議道。
數(shù)位專家表示這個新結(jié)果看起來相當有理,因為它歸納了存在已久的主意,
亦即 DNA 在某些序列當中更容易彎曲,那很可能就是支持核小體的地點。
"我認為它真的很有趣," Bradley Bernstein,麻州總醫(yī)院(MGH)的生物
學家表示。
堪薩斯市 Stowers 研究所的 Jerry Workman 表示,發(fā)現(xiàn)核小體密碼是一種
"深刻的洞悉,如果是真的," 因為它可以解釋 DNA 如何被控制的許多觀點
。
http://www.bjsgyq.com/gjxwj.html 工具顯微鏡
http://www.bjsgyq.com/kydz.html 倒置金相顯微鏡
http://www.bjsgyq.com/ygxwj.html 熒光顯微鏡
http://www.bjsgyq.com/dzsw.html 倒置生物顯微鏡
核小體是由所謂的組織蛋白(histones)所構(gòu)成,在演化中介于最高度保存
(highly conserved)之間,這表示在不同物種之間它的改變十分少。一個
豌豆的組織蛋白在它 102 個氨基酸單元中只有 2 個與母牛的不同。這種保
存歸因于組織蛋白與環(huán)繞在四周的 DNA 需要精準的密合,Segal 博士如此
提議,任何的改變都將妨礙核小體找尋它們在 DNA 上被指派位址的能力。
在遺傳密碼當中,由三個 DNA 單位所組成,詳細載明不同種類的氨基酸,
蛋白質(zhì)的單元。這套密碼一個令人難以理解的功能是它的冗馀(redundant
),亦即一種氨基酸可由其他不同三個一組的密碼定義。生物學家長久以來
都在推測這種冗馀很可能是被設(shè)計成與其他種類的密碼共存,而這個,
Segal 博士 表示,很可能就是核小體密碼。