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