Аннотация:
ДНК человека, длина которой в вытянутом состоянии достигает двух метров, локализована в особом компартменте - клеточном ядре, размеры которого не превышают 10 мкм. Очевидно, что для размещения ДНК в ядре, ее линейные размеры должны быть радикальным образом уменьшены. При этом необходимо обеспечить доступность определенных участков ДНК, к примеру, для считывания генетической информации. Эти непростые задачи решаются в ходе многоуровневой компактизации ДНК. В процессе упаковки базовой единицей является ДНК-белковый комплекс - нуклеосома, на который как на нить на катушку накручивается цепочка ДНК. Белковая компонента нуклеосомы состоит из 8 молекул (по 2 молекулы каждого вида гистонов H2A, H2B, H3 и H4). При этом каждый гистон фланкирован гибкими "гистоновыми хвостами", выступающими с поверхности нуклеосомы. Именно через гистоновые хвосты осуществляется регуляция различных процессов, в частности контролируется доступность молекулы ДНК для считывания генетической информации. Однако понимание молекулярных механизмов функционирования гистоновых хвостов затруднено в связи с недостатком экспериментальных данных. Стандартные методы вроде рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии оказываются бесполезными по отношению к гибким гистоновым хвостам. Ценную информацию можно получить с помощью моделирования методом молекулярной динамики (МД), который успешно описывает поведение неструктурированных гистоновых хвостов. Однако подобные модели требуют тщательной экспериментальной проверки. В наших исследованиях мы рассматриваем структурно-динамические свойства гистоновых хвостов в составе нуклеосомы, используя для этого методы МД в совокупности с данными ЯМР спектроскопии (релаксация спинов 15N, коэффициент трансляционной диффузии, эффект парамагнитного усиления спиновой релаксации).