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

17
Welche Beziehung besteht nun aber zwischen der Acetylierung von Histonen und der Auflockerung
der Chromatin-Struktur? Durch Acetylierung einer positiv geladenen Lysin-Seitengruppe, wird diese
durch eine negativ geladenen Acetyl-Gruppe ersetzt, was sich in Folge auf die Bindungseigenschaften der
flexiblen Domäne auswirkt, die unteranderem zur Kontaktaufnahme mit Nachbar-Nucleosomen, und so-
mit an der Aufrecherhaltung einer übergeordneten Chromatin-Struktur (der 30nm Faser) beiträgt. Da-
durch könnten die Kontakte zwischen benachbart gelegenen Nucleosomen aufgelöst werden, und es käme
zu Veränderungen in der Chromatinstruktur.
Abb.23 Veränderungen der Chromatin-Struktur
duch (De)Acetylierung. Die Übertragung von Acetylgruppen
(AC) auf Histone verursacht eine allgemeine
Auflockerung des Chromatins, was sich unter
anderem in einer höheren Empfindlichkeit gegenüber
DNase I äußert. Chromatin-Remodeling ändert die
Lage oder Struktur einzelner Nucleosomen direkt im
Stromaufwärtsbereich vor den Genen und führt zur
Einrichtung von DNase-I-hypersensitiven Stellen.
(Knippers S.389)
Die obige Abbildung kann jedoch nur als ein Modell und eine Vereinfachung komplizierter Verhältnisse
dienen, denn zur Zeit ist noch nicht klar, welche Konsequenzen Acetylierung an den unterschiedlichen
Lysin-Resten der vier Core-Histonen haben. Sicher ist jedoch, dass acetyliertes Chromatin gegenüber
DNase I und Micrococcus-Nuclease empfindlicher ist, und Acetylierung mit ähnlichen Veränderungen
des Chromatins verbunden ist, wie sie auch bei der Genaktivierung auftreten.
Die auffälligste Veränderung der Histonmodifikationen ist die Unteracetylierung des Histons H4 im inak-
tiven X-Chromosom weiblicher Säugern, was darauf hindeutet, dass das Fehlen von Acetylgruppen für
eine stärker verdichtete Struktur notwendig ist.
5.2) Phosphorylierung
Protein-Kinasen übertragen Phosphat-Gruppen z.B. auf Serin-Seitenketten der Histone H3 und H2A, oft
als Reaktion auf Signale, die eine Zelle von außen empfängt. Besonders gut untersucht sind die Phospho-
rylierungen des Histons Hl: H1 unterliegt einem Zyklus aus Phosphorylierung und Dephosphorylierung,