更新时间:2023-02-09 18:50
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,这是一个级联反应的过程——重建;
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——滑动。
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。SWI/SNF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。SWI/SNF中的组分BRG1、hBRM 和ISW I相关复合物中的组分Hsnf2L、Hsnf2h 具有ATP 酶活性。人的SWI/SNF复合物是1个有很多分子的聚合物,包含BRG1、hBMR 和肿瘤抑制蛋白Hsnf5;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、CAF1 3个复合物。RSF是1个异二聚体,组分包括Hsnf-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: SWI/SNF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SWI/SNF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SWI/SNF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。