染色質中蛋白質與ＤＮＡ的空間結構

高中生物第一冊32頁講到：染色質主要是由DNA和蛋白質組成，染色質和染色體是細胞中同一種物質在不同時期的兩種形態。但是經常有同學詢問染色質和蛋白質的空間結構是怎樣的？

一、染色體中的蛋白質成分

可分兩大類：組蛋白和染色質非組蛋白，染色質的基本生物化學組成（以小牛胸腺染色質為例）如以DNA為100，則組蛋白為114，染色質非組蛋白為33，RNA為7

組蛋白是堿性蛋白富含堿性氨基酸（如精氨酸、賴氨酸），分子量較小，10000-20000道爾頓。根據組氨酸所含堿性氨基酸的不同，將組蛋白分成五類，即H1 ，H2B ，H2A，H3 ，H4五類。在進化位置上相差極遠的生物的組蛋白，其氨基酸成分仍十分近似，只差1-2個氨基酸。說明組蛋白基因在漫長的生物進化歷程中很少遭受突變。組蛋白結構上的這一特征，說明它不可能承擔起調節DNA轉錄的作用。

染色體非組蛋白這類蛋白質數目十分龐大，有的是酸性蛋白，但不都是酸性蛋白。染色體非組蛋白中包含各種各樣的酶，如DNA聚合酶、RNA聚合酶、多核苷酸連接酶、核酸水解酶類、蛋白酶類、蛋白激酶等等。這類蛋白質具有種的、組織的特異性，它的含量與細胞生理活動狀態有關。所以目前傾向于認為這類蛋白質參與DNA轉錄的調控。而組蛋白只起非特異性的掩蔽基因的作用。

二、染色質的基本結構單位-----核小體

過去一般認為蛋白質是結合于DNA雙螺旋結構的深溝之中。但是，自從1974年根據電鏡觀察及X—光衍射分析等資料，R.D.Kornberg提出核小體是染色質的基本結構單位以后，上述結論已被否定了。按R.D.Kornberg的模型，核小體是直徑為100Aring;×55Aring;的組蛋白核心和盤繞于此核心之外的DNA構成的，核心是由組蛋白H2A， H2B ，H3 ，H4各二分子組成，所以是一個八聚體蛋白，外繞的DNA長200堿基對，其繞行的軌跡還不清楚(如圖4-34)。不同組織、不同類型的細胞，以及同一細胞里染色體的不同區段中，盤繞在組蛋白八聚體核心外面的DNA長度是不同的。如真菌的可以短到只有154堿基對，而海膽精子的可以長達260堿基對，但一般的變動范圍在180堿基對到200堿基對之間。這種結構模型已得到X-衍射結構分析資料的支持。組蛋白H1一分子締合于此核小體的外頭。這種核小體一個挨一個聚集成串，這就是染色質結構的最基本的單位。染色質非組蛋白如何與DNA結合還不太清除。

參考文獻：

1.生物化學（高等教育出版社1989年2月第10次印刷）

2.沈同，王鏡巖，趙邦悌主編。