每个人类细胞当中约有 3000 万个核小体
研究者相信它们已经发现 DNA 当中除了遗传密码之外的第二种密码。
遗传密码详述细胞能够製造的各种蛋白质。第二种密码迭加在第一种上,组
成核小体(nucleosomes,DNA 以成圈的方式围绕在小型的蛋白质四周,核
小体是染色质的基本结构)的配置方式。
这项发现,如果经过确认,可以开启基因高层次控制的新视野,例如这种关
键却又相当神祕的程序:每一种人类细胞都被允许活化所需要的基因,但是
不能够存取被其他型态细胞所使用的基因。
这种新密码在当期的 Nature 当中描述,由以色列 Weizmann 研究所的
Eran Segal 以及伊利诺州西北大学的 Jonathan Widom 还有他们的同僚所
完成。
每个人类细胞当中约有 3000 万个核小体。会需要这么多,是因为每股 DNA
以(每圈) 1.65 倍的长度缠绕在一起(形成串珠结构),在每一个弯曲处
(twist)包含 147 个此单位,而 DNA 分子在每单一个染色体当中有 2 亿
2 千 5 百万个单位。
生物学家已经怀疑多年,在 DNA 上的某些地方,特别是那些容易折弯之处
,比其他更适合核小体,但是没有一个全然的样式(pattern)出现。
Segal 与 Widom 博士分析了酵母基因序列中约 200 处的地方,目前已知核
小体会黏合在那裡,并且发现那裡真的有一个隐藏的样式。
知道了样式,他们就能够预测核小体在其他生物当中约 50% 的配置。
样式是一个序列的结合,让 DNA 自身更加容易弯曲并且紧密的缠绕在核小
体四周。但这个样式只需要此序列的某一部份,来呈现在每一个核小体弯曲
的地点,所以它并不明显。其需求鬆散的缘故很可能是因为它不能与遗传密
码相冲突所致,而遗传密码本身也有一些冗馀(或扭动空间 [wiggle room]
)内建在其中。
有 DNA 中单位的序列来决定核小体当中的配置,将能解释转录因子(
transcription factor,能够活化基因的蛋白质)中一项让人困惑的功能。
转录因子可以辨识 DNA 的短序列(每个长度中有 6-8 个单位,它就位于要
被转录的基因之前)。
但这些短序列经常在 DNA 当中出现,所以转录因子,看起来,必定经常与
错误的结合在一起。Segal 博士,一位计算生物学家,相信这些错误的地方
事实上是不能够存取的,因为它们是 DNA 环绕核小体的一部份。转录因子
只能够看见在 "裸露" DNA 上所出现的地点,其位于两个核小体之间。
核小体会频繁的到处移动,当一个基因必须要转录时,将让 DNA 自由漂浮
。给予这个固定的通量(constant flux),Segal 博士表示他相当惊讶,
他们可以预测核小体偏好的位置达一半以上。但为了要破解这些密码,在探
索核小体以及其他蛋白质相互作用来控制 DNA 上, "我们认为这是我们第
一次有一个真正的定量可以操作," 他说。
其他 50% 的地点很可能要由核小体与其他蛋白质之间的竞争来决定,
Segal 提议道。
数位专家表示这个新结果看起来相当有理,因为它归纳了存在已久的主意,
亦即 DNA 在某些序列当中更容易弯曲,那很可能就是支持核小体的地点。
"我认为它真的很有趣," Bradley Bernstein,麻州总医院(MGH)的生物
学家表示。
堪萨斯市 Stowers 研究所的 Jerry Workman 表示,发现核小体密码是一种
"深刻的洞悉,如果是真的," 因为它可以解释 DNA 如何被控制的许多观点
。
http://www.bjsgyq.com/gjxwj.html 工具显微镜
http://www.bjsgyq.com/kydz.html 倒置金相显微镜
http://www.bjsgyq.com/ygxwj.html 荧光显微镜
http://www.bjsgyq.com/dzsw.html 倒置生物显微镜
核小体是由所谓的组织蛋白(histones)所构成,在演化中介于最高度保存
(highly conserved)之间,这表示在不同物种之间它的改变十分少。一个
豌豆的组织蛋白在它 102 个氨基酸单元中只有 2 个与母牛的不同。这种保
存归因于组织蛋白与环绕在四周的 DNA 需要精准的密合,Segal 博士如此
提议,任何的改变都将妨碍核小体找寻它们在 DNA 上被指派位址的能力。
在遗传密码当中,由三个 DNA 单位所组成,详细载明不同种类的氨基酸,
蛋白质的单元。这套密码一个令人难以理解的功能是它的冗馀(redundant
),亦即一种氨基酸可由其他不同三个一组的密码定义。生物学家长久以来
都在推测这种冗馀很可能是被设计成与其他种类的密码共存,而这个,
Segal 博士 表示,很可能就是核小体密码。