染色质重塑

DNA 复制、转录、修复、重组在染色质水平发生, 这些过程中, 染色质重塑可导致核小体位置和结构的变化, 引起染色质变化。ATP 依赖的染色质重塑因子可重新定位核小体, 改变核小体结构, 共价修饰组蛋白。重塑包括多种变化, 一般指染色质特定区域对核酶稳定性的变化。人们发现体内染色质结构重塑存在于基因启动子中, 转录因子TF 以及染色质重塑因子与启动子上特定位点结合, 引起特定核小体位置的改变(滑动) , 或核小体三维结构的改变, 或二者兼有, 它们都能改变染色质对核酶的敏感性。关于重塑因子调节基因表达机制的假设有两种: 机制1) 1 个转录因子独立地与核小体DNA 结合(DNA 可以是核小体或核小体之间的) , 然后, 这个转录因子再结合1 个重塑因子, 导致附近核小体结构发生稳定性的变化, 又导致其他转录因子的结合, 这是一个串联反应的过程; 机制2) 由重塑因子首先独立地与核小体结合, 不改变其结构, 但使其松动并发生滑动, 这将导致转录因子的结合, 从而使新形成的无核小体的区域稳定。
在核小体重塑过程中, 重塑因子复合物的作用非常重要。这些复合物都具有ATP酶活性。SW I?SN F复合物和ISW I 复合物家族是最先从酵母和果蝇体内发现的两种。SW I?SN F 中的组分BRG1、hBRM 和ISW I相关复合物的组分H snf2L、H snf2h 具有A TP 酶活性。人的SW I?SN F 复合物是1 个有很多分子的聚合物, 包含BRG1 或hBMR 和肿瘤抑制蛋白H snf5?V I21, 它主要激活基因转录, 还与免疫球蛋白, TCR 基因重组有关。ISW I 复合物家族包括RSF、HuCHRAC、CA F1 3个复合物。RSF是1个异二聚体, 组分包括H snf-h, 主要参与转录起始: HucHRAC 含有H snf2h 和染色质组装因子Hacf1, 与异染色质的复制状态维持有关; CA F1参与染色质组装, 改变染色质的状态, 使其与DNA功能相关。实验证明:BRG1、Hbrm、H snf-h、M i 都显示了A TP 酶的活性。此外, 体外实验证明: SW 2?SN F复合物和ISW I 相关复合物的作用机制存在很大差别。ISW I 相关复合物只识别核小体, 而SW I?SN F 复合物识别核小体和裸露的DNA , 亲和力高, 通过与DNA 作用, 可移动核小体, 产生更易被影响的DNA 区域, 且SW I?SN F 的作用不受组蛋白N 端或C 端修饰的影响。
染色质重组过程中, 核小体滑动可能是一种重要机制, 它不改变核小体结构, 但改变核小体与DNA 的结合位置。实验证明, 这种滑动能被核小体上游的“十字形”结构阻断。但“滑动”机制并不能解释所有实验现象。人们推测, 在重组过程中, 还有其他机制如核小体可能与DNA 分离, 然后核小体经过重排, 结构变化后, 与DNA 重新组装, 产生新的结构形式, 整个过程是可逆的, 受其他因子调节, 某些因子可决定反应进行方向。