关于组成染色体的组蛋白和非组蛋白

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教学问题:浙科版必修2 P48,“染色体由DNA、RNA和蛋白质组成,其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白”,在高中生物中怎么理解组蛋白和非组蛋白?2010年高考试题中也考到染色体的主要由DNA和蛋白质组成。
染色体的主要化学成份是脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质构成,染色体上的蛋白质有两类:一类是低分子量的碱性蛋白即组蛋白(histones),另一类是酸性蛋白质,即非组蛋白蛋白质(non-histone proteins)。
非组蛋白蛋白质的种类和含量不十分恒定,而组蛋白的种类和含量都很恒定,其含量大致与DNA相等。Kornberg根据生化资料,特别是根据电镜照相,最先在1974年提出绳珠模型,用来说明DNA-蛋白质纤丝的结构。纤丝的结构单位是核小体,它是染色体结构的最基本单位。核小体与核内的RNA、非组蛋白等结合,形成更为高级的结构的堆积形成染色体。
一、组蛋白的特点和作用
组蛋白于1834年由德国科学家A·科塞尔发现。
组蛋白是真核生物体细胞染色质中的碱性蛋白质,含精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸特别多,二者加起来约为所有氨基酸残基的1/4。组蛋白与带负电荷的双螺旋DNA结合成DNA-组蛋白复合物。
组蛋白的结构特点无组织特异性,肽链上氨基酸分布的不对称性。
组蛋白对染色体的结构起重要的作用。
核小体的核心是由4种组蛋白(H2A、H2B、H3和H4)各两个分子构成的扁球状8聚体。帮助DNA卷曲形成核小体的稳定结构;H1组蛋白,在构成核小体时期连接作用,赋予染色体极性;对染色体DNA的包装起着重要作用。
组成核小体的组蛋白是所有已知的最保守的真核生物蛋白质之一:豌豆和奶牛的组蛋白H4只有两个氨基酸的差异。这种进化上的极端保守性反映了组蛋白在控制真核生物染色质结构中具有关键的作用。
二、非组蛋白的特点和作用
非组蛋白是指细胞核中组蛋白以外的酸性蛋白质。非组蛋白不仅包括以DNA作为底物的酶,也包括作用于组蛋白的一些酶,如组蛋白甲基化酶。此外还包括DNA结合蛋白、组蛋白结合蛋白和调节蛋白。
资料来源:《细胞生物学精要》(第三版)丁小燕等译(2012年)P187-190