Podrodzina wiążąca helikazę chromodomeny z DNA (CHD).
Białka wiążące DNA helikazy chromodomeny (CHD) to podrodzina zależnych od ATP kompleksów remodelujących chromatynę (remodelerów). Wszystkie remodelery należą do nadrodziny 2 helikaz RNA / DNA. U drożdży kompleksy CHD są przede wszystkim odpowiedzialne za składanie i organizację nukleosomów . Kompleksy te odgrywają dodatkową rolę w wielokomórkowych eukariotach, pomagając w dostępie do chromatyny i edycji nukleosomów.
Funkcje białek podrodziny CHD
Podobnie jak podrodzina imitacji przełącznika (ISWI) remodelerów chromatyny zależnych od ATP, kompleksy CHD regulują składanie i organizację dojrzałych nukleosomów wzdłuż DNA. Histony są usuwane podczas replikacji DNA; podążając za replisomem , histony zaczynają się gromadzić jako niedojrzałe prenukleosomy na powstającym DNA. Za pomocą kompleksów CHD oktamery histonów mogą dojrzewać do natywnych nukleosomów. Po utworzeniu nukleosomu kompleksy CHD organizują nukleosomy poprzez regularne rozmieszczanie ich wzdłuż DNA.
Ponadto CHD w organizmach wyższego rzędu mogą przesuwać / wyrzucać nukleosomy lub dimery histonów, aby allosterycznie regulować dostępność DNA. Specyficzne kompleksy CHD, takie jak kompleks deacetylazy przebudowy nukleosomów ( NuRD ) w C. elegans , mogą eksponować miejsca wiązania dla represorów transkrypcji wzdłuż chromatyny poprzez interakcję z wysoce modułowymi ogonami histonów; deacetylacja reszty histonowej H3K9ac jest przykładem tego, jak kompleks NuRD może obniżać ekspresję genów i wpływać na topologię DNA.
Ostatnim mechanizmem tej podrodziny remodelerów zależnych od ATP jest edycja nukleosomów. Drosophila dCHD1 może edytować nukleosomy, wymieniając histon H3 na wariant H3.3. Wiązanie dCHD1 w pobliżu nukleosomu powoduje napięcie w DNA. Aby złagodzić to napięcie, dimer H3 znajdujący się powyżej jest wypierany z nukleosomu, co pozwala na zastąpienie go wariantem histonu H3.3. Dodanie H3.3 do nukleosomów jest epigenetycznym sposobem na utrzymanie chromatyny w stanie dostępnym, gotowym do transkrypcji. Włączenie alternatywnych histonów i modyfikacje potranslacyjne (PTM) odgrywają integralną rolę w regulacji kodu histonowego komórki.
Struktura białek podrodziny CHD
Unikalna domena N-końcowa podrodziny CDH zawiera dwie chromodomeny . Dwie domeny płatowe działają tandemowo jako domena translokazy (Tr) i są połączone łącznikiem peptydowym (ryc. 01). NegC* (podobnie jak NegC w ISWI) działa jako inhibitor ruchu płatów i translokacji, aż do wystąpienia prawidłowego wiązania domeny wiążącej DNA (DBD). NegC* działa poprzez blokowanie hydrolizy ATP w płatach. DBD działa również jako linijka nukleotydów, równomiernie oddzielając nukleosomy od siebie. Po związaniu DNA, DBD powoduje napięcie nici DNA, powodując zmianę konformacyjną, która blokuje regularne hamowanie NegC*. Pozwala to na aktywację domeny TR, co skutkuje translokacją DNA.
Mechanizm Tr translokacji DNA jest konserwowany przez wszystkie remodelery chromatyny zależne od ATP; dwa RecA są mechanistycznie odpowiedzialne za translokację DNA. Po związaniu dwóch helikalnych zwojów od nukleosomu, kompleks powoduje przesunięcie wspomnianego nukleosomu w górę o jedną-dwie pary zasad. W tym mechanizmie napędzanym przez ATP energia z hydrolizy powoduje, że płaty „pełzają” wzdłuż DNA w kierunku diady nukleosomów, aż do prawidłowego złożenia nukleosomów, uzyskania do nich dostępu lub ich edycji.
Zobacz też
Białka w rodzinie: