分子机制的自发的核小体解开

大卫Winogradoff,阿列克谢Aksimentiev
分子生物学杂志431 (2)323 - 335 (2019)
DOI:10.1016 / j.jmb.2018.11.013助理

突出

米的DNA环绕组蛋白蛋白质形成核小体和容纳micron-diameter核。DNA的遗传信息编码成为用于转录、复制和修复,DNA -组蛋白组装必须中断。实验表明,外延伸nucleosomal DNA“呼吸”的自发分离和接续到组蛋白核心。自发的在这里,我们报告直接观察DNA呼吸在原子的分子动力学模拟,详细描述DNA呼吸过程的微观机理。根据我们的模拟,外延伸nucleosomal DNA分离在离散步骤涉及五或十个碱基对,与分离过程策划的运动几个守恒的组蛋白残留。的内部延伸nucleosomal DNA被发现更稳定与组蛋白核心更丰富的非特异性DNA -蛋白质接触,提供一个核小体的微观解释解开实验。的CG含量nucleosomal DNA发现anticorrelate打开的程度,支持at富集段的可能性可能信号转录的开始形成不稳定的核小体。

文摘

米的DNA环绕组蛋白蛋白质形成核小体和容纳micron-diameter核。DNA的遗传信息编码成为用于转录、复制和修复,DNA -组蛋白组装必须中断。实验表明,外延伸nucleosomal DNA“呼吸”的自发分离和接续到组蛋白核心。自发的在这里,我们报告直接观察DNA呼吸在原子的分子动力学模拟,详细描述DNA呼吸过程的微观机理。根据我们的模拟,外延伸nucleosomal DNA分离在离散步骤涉及五或十个碱基对,与分离过程策划的运动几个守恒的组蛋白残留。的内部延伸nucleosomal DNA被发现更稳定与组蛋白核心更丰富的非特异性DNA -蛋白质接触,提供一个核小体的微观解释解开实验。的CG含量nucleosomal DNA发现anticorrelate打开的程度,支持at富集段的可能性可能信号转录的开始形成不稳定的核小体。

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电影1。Widom教授601 l核小体在0.150 M氯化钠。动画说明一个核小体的2-μs MD轨迹Widom教授601 l DNA序列在0.150 M氯化钠。颜色突出了组蛋白核心(白色),周围的DNA(深灰色),组蛋白H3 His39残留物和H2A Arg77(红色)。

电影2。Widom教授601 l 1.0 MgCl2核小体。动画说明一个核小体的2-μs MD轨迹Widom教授601 l 1.0 MgCl2 DNA序列。颜色突出了组蛋白核心(白色),周围的DNA(绿色),组蛋白H3 His39残留物和H2A Arg77(红色)。

电影3。Widom教授601 l核小体在3.0 M氯化钠。动画说明了2 -μ年代MD轨迹Widom教授601 l为特点的核小体的DNA序列在3.0 M氯化钠。颜色突出了组蛋白核心(白色),周围的DNA(青色),组蛋白H3 His39残留物和H2A Arg77(红色)。

电影4。只在1.0 MgCl2 Widom教授601 l DNA。动画说明0.30 -μs MD轨迹Widom教授601 l的DNA序列在1.0 M MgCl2 super-helically伤口状态开始,不包括组蛋白核心。DNA以绿色显示。

电影5。在1.0 M MgCl2 Poly-AT核小体。动画说明2-μs MD轨迹的核小体poly-AT DNA序列(即。在1.0 M MgCl2, ATAT…)。颜色突出了组蛋白核心(白色)和周围的DNA(红色)。

电影6。5 s RNA基因在1.0 MgCl2核小体。动画说明2-μs MD轨迹的核小体的5 s RNA基因DNA序列1.0 MgCl2。颜色突出了组蛋白核心(白色)和周围的DNA(橙色)。

电影7。在1.0 M MgCl2 Poly-GC核小体。动画说明2-μs MD轨迹的核小体poly-GC DNA序列(即。在1.0 M MgCl2, GCGC…)。颜色突出了组蛋白核心(白色)和周围的DNA(蓝色)。