Histone und Nukleosomen und ihr Einfluss auf die - StV Biologie ...

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bel anzulagern. Die H2A-H2B Dimere treten später dazu. Die so gebildeten Nucleosomen enthalten in
ihrer Wiederholungsstruktur 200 bp DNA, jedoch kein Hl-Histon; anscheinend ist H1 für die korrekten
Abstände nicht notwendig.
Bei der Vermehrung des Chromatins wird ein DNA-Strang repliziert, der bereits mit Nucleosomen asso-
ziiert ist, und es entstehen zwei Tochterdoppelstränge. Aber was geschieht mit den existierenden Nucleo-
somen? Dissoziieren die Oktamere in freie Histone, die später wieder verwendet werden, oder bleiben sie
in zusammengesetzter Form erhalten?
Lässt man zuerst Zellen in Gegenwart schwerer Aminosäuren wachsen, die Replikation jedoch in Anwe-
senheit von leichten Aminosäuren durchführen, lassen sich alte und neue Oktamere – nach Quervernet-
zung der Histonoktamere und anschließendem Zentrfugieren in einem Dichtegradienten – eindeutig un-
terscheiden, wenn bei der Replikation die Histonoktamere bestehen bleiben. Dann würde man einerseits
die ursprünglichen Oktamere bei hoher Dichte, und andererseits die neuen Oktamere bei niedrigerer
Dichte finden. Wenn jedoch die alten Histone freigesetzt, und mit neuen Histonen wieder zusammenge-
fügt werden, besitzen die Oktamere nun eine mittlere Dichte. Experimentell zeigte sich, dass im Bereich
hoher Dichte nur sehr wenig Material zu finden ist. Die Histonoktamere bleiben somit bei der Replikation
offensichtlich nicht bestehen.
Das Muster aus Zerlegen und Zusammensetzen der Nucleosomen ist bei weitem nicht geklärt. Mögli-
cherweise dissoziieren die Oktamere vollständig in ihre Histonbausteine. Es kann jedoch sein, dass die
Oktamere eines der H2A-H2B-Dimere oder beide verlieren, die zufällig durch neue oder alte Moleküle
ersetzt werden. In diesem Fall bliebe das H32-H42-Tetramer erhalten. Vielleicht kommt es auch bei der
Transkription zu einem ähnlichen Aufbrechen der Struktur. Das H32-H42-Tetramer könnte in der Lage
sein, während der Replikation vorübergehend mit einem Einzelstrang zu assoziieren; möglicherweise
bleibt es mit dem Leitstrang verbunden. Das würde bedeuten, dass zumindest einige Histonoktamere di-
rekt an der DNA gebildet werden.
3.2.5) Nucleosomen-Positionierung („nucleosome phasing“)
In vitro lassen sich Nucleosomen unabhängig von der DNA-Sequenz rekonstituieren, was jedoch nicht
bedeutet, dass die Nucleosomenbildung auch in vivo sequenzunabhängig erfolgt. Tatsächlich weisen di-
verse experimentelle Ansätze auf eine Nucleosomenpositionierung hin.
Eine Nucleosomenpositionierung ließe sich in der Theorie auf zwei Arten erreichen: