Sandbox Reserved 614
From Proteopedia
(→''מבנה שניוני'') |
(→פעילות לתלמיד) |
||
| (4 intermediate revisions not shown.) | |||
| Line 40: | Line 40: | ||
| - | היסטונים בנויים מ-4 תת-יחידות ולכן הם בעלי מבנה רבעוני. לכל תת-יחידה מבנה שלישוני כדודי המיוצב על ידי סוגי קשרים שונים:<scene name='Sandbox_Reserved_614/H_bonds/1'>קשרי מימן</scene> | + | היסטונים בנויים מ-4 תת-יחידות ולכן הם בעלי מבנה רבעוני. לכל תת-יחידה מבנה שלישוני כדודי המיוצב על ידי סוגי קשרים שונים:<scene name='Sandbox_Reserved_614/H_bonds/1'>קשרי מימן,</scene> |
| - | + | אינטרקציות יוניות הנוצרות בין <scene name='Sandbox_Reserved_614/Ion_int/1'>הקבוצות הצדדיות הטעונות . </scene> | |
| - | בהיסטונים לא נמצאו קשרים דו-גופרתיים למרות נוכחות | + | בהיסטונים לא נמצאו קשרים דו-גופרתיים למרות נוכחות שיירי ציסטאין בתוך מולקולה . |
</p> | </p> | ||
| Line 50: | Line 50: | ||
== תפקיד החלבון == | == תפקיד החלבון == | ||
| - | דנ"א בתא הפלוידי(תא רבייה) של אדם מכיל כ-30 | + | דנ"א בתא הפלוידי(תא רבייה) של אדם מכיל כ-30 מליארדים זוגות נוקלאוטידים. |
אם לישר את מולקולת הדנ"א הדו-גדילית, אורכה תהיה בערך 1 מטר. | אם לישר את מולקולת הדנ"א הדו-גדילית, אורכה תהיה בערך 1 מטר. | ||
| - | היסטונים מאפשרים "אריזה" של מולקולה ארוכה בתוך גרעין שנפחו רק כמה מיקרון מעוקבים | + | ליפוף מולקולות דנ"א סביב מולקולות היסטונים מאפשרים "אריזה" של מולקולה ארוכה בתוך גרעין שנפחו רק כמה מיקרון מעוקבים |
| Line 62: | Line 62: | ||
חומר תורשתי בתאים חיים מאורגן בצורת כרומטין ממנו בנויים הכרומוזומים. | חומר תורשתי בתאים חיים מאורגן בצורת כרומטין ממנו בנויים הכרומוזומים. | ||
| - | בניית הכרומטין מתאפשרת הודות | + | בניית הכרומטין מתאפשרת הודות לאינטראקציות יוניות הנוצרות בין קבוצה זרחתית במולקולת דנ"א שמטענה שלילי [http://cyberbridge.mcb.harvard.edu/dna_1.html] לבין שיירים של חומצות אמיניות בסיסיות שמטענם חיובי. |
| - | + | אינטראקציות אלה מאפשרות אריזה צפופה של דנ"א בגרעין: <scene name='Sandbox_Reserved_614/Dna_hist/4'>דנ"א דו-גדילי</scene>עוטף את | |
<scene name='Sandbox_Reserved_614/Dna_hist/7'>הליבה החלבונית</scene>המורכבת מהיסטונים> (מסומנים באדום)וכך נוצרים נוקלאוסומים שנצמדים אחד לשני ויוצרים כרומטין של כל כרומוזום בתא. | <scene name='Sandbox_Reserved_614/Dna_hist/7'>הליבה החלבונית</scene>המורכבת מהיסטונים> (מסומנים באדום)וכך נוצרים נוקלאוסומים שנצמדים אחד לשני ויוצרים כרומטין של כל כרומוזום בתא. | ||
בקישור מצורף ניתן לצפות בסרטון שמציג את הסידור של חומר תורשתי בגרעין התא [http://www.youtube.com/watch?v=gbSIBhFwQ4s&list=PLAD3DE96CA98E831E&index=3&feature=plpp_video] | בקישור מצורף ניתן לצפות בסרטון שמציג את הסידור של חומר תורשתי בגרעין התא [http://www.youtube.com/watch?v=gbSIBhFwQ4s&list=PLAD3DE96CA98E831E&index=3&feature=plpp_video] | ||
| - | הקצה האמיני של היסטונים(כ-20 חומצות אמיניות) בולט באופן חופשי מנוקלאוסום והוא כנראה אחראי על | + | הקצה האמיני של היסטונים(כ-20 חומצות אמיניות) בולט באופן חופשי מנוקלאוסום והוא כנראה אחראי על אינטראקציות בין נוקלאוסומים . |
| - | באתר הבא ניתן לראות | + | באתר הבא ניתן לראות אינטראקציות בין היסטונים לבין דנ"א [http://www.doe-mbi.ucla.edu/Legacy/CHEM153BH/Philip_Rosen/mol_master.html] |
כדי לראות את המבנים השונים , יש ללחוץ על ריבועים האפורים המסומנים ב-X | כדי לראות את המבנים השונים , יש ללחוץ על ריבועים האפורים המסומנים ב-X | ||
== שינוים בחלבון והשפעתם == | == שינוים בחלבון והשפעתם == | ||
| - | להיסטונים תפקיד חשוב בתהליכים תעתוק ושכפול של דנ"א | + | להיסטונים תפקיד חשוב בתהליכים תעתוק ושכפול של דנ"א. |
| - | חשוב | + | חשוב שהאינטראקציות הקיימות בין ההיסטונים לבין דנ"א לא ישתנו ויאפשרו פתיחת הנוקלאוסומים לצורך תהליכים אלו. |
| - | ידועים מיקרים בהם במקום | + | ידועים מיקרים בהם במקום האינטראקציות היונית בין דנ"א לבין היסטונים נוצרים קשרים קוולנטיים והדבר מונע פתיחת נוקלאוסומים וכך נמנע גם שכפול ותעתוק של דנ"א. במחקרים שנעשים בשנים אחרונות בודקים קשר בין שינויים אלו לבין מומים שונים ועיקוב בהתפתחות |
== פעילות לתלמיד == | == פעילות לתלמיד == | ||
| + | דף עבודה יאפשר לתלמיד להבין את נושא ההיסטונים ואינטראקציות הקיימות בין ההיסטונים לבין הדנ"א. | ||
| + | |||
| + | [[Image:What_is_histones.doc]] | ||
| + | ב | ||
=מקורות= | =מקורות= | ||
Current revision
| This Sandbox is Reserved from 24/06/12, through 30/09/12 for use in the course "Advanced course in Biochemistry and Proteopedia" taught by Yael Shwartz and Yamit Sharaabi-Naor at the Weizmann Institute of Science. This reservation includes Sandbox Reserved 601 through Sandbox Reserved 635. |
To get started:
More help: Help:Editing |
Contents |
חלבונים היסטונים
היסטונים הם חלבונים בעלי אחוז גבוה של חומצות אמיניות ליזין וארגנין, לכן הם בעלי נקודה האיזואלקטרית בסיסית. מעניין שרצף חומצות אמיניות(המבנה הראשוני) בחלבונים אלה לא השתנה הרבה במהלך האבולוציה . בהשוואה בין היסטונים של יונקים, צמחים ופטריות נמצאה זהות גבוהה מאוד בהרכב חומצות האמיניות וברצף שלהן בחלבון. לדוגמה: היסטונים של האדם ושל חיטה נבדלים רק בחומצות אמיניות בודדות.
בנוסף לכך גם גודל מולקולות היסטון ומטענם קבועים למדי.
מכאן ניתן להסיק שהיסטונים הותאמו לתפקידם עוד בתקופת הקודם של צמחים, פטריות ובעלי החיים(לפני כ-700 מליון שנה). אין ספק שמאז התרחשו מוטציות רבות בגנים המקודדים לחלבונים היסטוניים, אך כנראה ,היצורים המוטנטיים לא שרדו ולכן השינוי בגנים לא עבר לדורות הבאים.
|
מבנה החלבון
היסטונים -שם כללי לקבוצה של חלבונים בסיסיים דומים. סה"כ בודדו 5 קבוצות של היסטונים ,מתוכם רק 4 קבוצות חלבונים משתתפים ביצירת נוקלאוסומים[1].
מסה מולקולרית של חלבונים השייכים לקבוצת ההיסטונים נעה בין 11000 עד 23000 דלטון[2]
להיסטונים מבנה של טטראמר - חלבון בנוי מ-4 תת-יחידות שכל אחת מהן היא שרשרת של שיירי חומצות אמיניות(במודל דינמי כל אחת מתת-יחידות מסומנת בצבע אחר).
מבנה ראשוני
היסטונים מכילים אחוז גבוה של ליזין[3] וארגנין[4].
ואחוז נמוך של
מבנה שניוני
במולקולות של היסטון ניתן להבחין בשני סוגי המבנים השניוניים: ו .שני המבנים השניוניים מיוצבים על ידי הנוצרים בין אטומים המשתייכים לקבוצות פפטידיות.
מבנה מרחבי
היסטונים בנויים מ-4 תת-יחידות ולכן הם בעלי מבנה רבעוני. לכל תת-יחידה מבנה שלישוני כדודי המיוצב על ידי סוגי קשרים שונים: אינטרקציות יוניות הנוצרות בין בהיסטונים לא נמצאו קשרים דו-גופרתיים למרות נוכחות שיירי ציסטאין בתוך מולקולה .
תפקיד החלבון
דנ"א בתא הפלוידי(תא רבייה) של אדם מכיל כ-30 מליארדים זוגות נוקלאוטידים.
אם לישר את מולקולת הדנ"א הדו-גדילית, אורכה תהיה בערך 1 מטר.
ליפוף מולקולות דנ"א סביב מולקולות היסטונים מאפשרים "אריזה" של מולקולה ארוכה בתוך גרעין שנפחו רק כמה מיקרון מעוקבים
היסטונים יחד עם דנ"א וחומרים נוספים ( חלבונים מבניים שלא שייכים לקבוצת ההיסטונים ,אנזימים, כמות קטנה של רנ"א) מרכיבים כרומטין ממנו בנויים הכרומוזומים בתאים אוקריוטיים.
|
אינטרקציות עם דנ"א
חומר תורשתי בתאים חיים מאורגן בצורת כרומטין ממנו בנויים הכרומוזומים. בניית הכרומטין מתאפשרת הודות לאינטראקציות יוניות הנוצרות בין קבוצה זרחתית במולקולת דנ"א שמטענה שלילי [5] לבין שיירים של חומצות אמיניות בסיסיות שמטענם חיובי. אינטראקציות אלה מאפשרות אריזה צפופה של דנ"א בגרעין: עוטף את המורכבת מהיסטונים> (מסומנים באדום)וכך נוצרים נוקלאוסומים שנצמדים אחד לשני ויוצרים כרומטין של כל כרומוזום בתא.
בקישור מצורף ניתן לצפות בסרטון שמציג את הסידור של חומר תורשתי בגרעין התא [6]
הקצה האמיני של היסטונים(כ-20 חומצות אמיניות) בולט באופן חופשי מנוקלאוסום והוא כנראה אחראי על אינטראקציות בין נוקלאוסומים .
באתר הבא ניתן לראות אינטראקציות בין היסטונים לבין דנ"א [7] כדי לראות את המבנים השונים , יש ללחוץ על ריבועים האפורים המסומנים ב-X
שינוים בחלבון והשפעתם
להיסטונים תפקיד חשוב בתהליכים תעתוק ושכפול של דנ"א. חשוב שהאינטראקציות הקיימות בין ההיסטונים לבין דנ"א לא ישתנו ויאפשרו פתיחת הנוקלאוסומים לצורך תהליכים אלו. ידועים מיקרים בהם במקום האינטראקציות היונית בין דנ"א לבין היסטונים נוצרים קשרים קוולנטיים והדבר מונע פתיחת נוקלאוסומים וכך נמנע גם שכפול ותעתוק של דנ"א. במחקרים שנעשים בשנים אחרונות בודקים קשר בין שינויים אלו לבין מומים שונים ועיקוב בהתפתחות
פעילות לתלמיד
דף עבודה יאפשר לתלמיד להבין את נושא ההיסטונים ואינטראקציות הקיימות בין ההיסטונים לבין הדנ"א.
מקורות
Harper's Illustrated Biochemistry, 28th Edition (LANGE Basic Science) by Peter J. Kennelly, Robert Murray, Victor Rodwell and David Bender (Jun 2, 2009)
Ya. Kolman, K.-G. Rem Taschenatlas der Biochemie
http://www.dnalc.org/
http://www.doe-mbi.ucla.edu/Legacy/CHEM153BH/Philip_Rosen/mol_master.html
http://www.nature.com/nsmb/journal/v14/n11/full/nsmb1337.html
</p>