Структурні зміни хроматину під час реплікації

Зрозуміло, що нуклеосоми є суттєвим бар’єром на шляху реплісоми. Попереду реплікативної вилки відбувається декомпактизація хроматинової фібрили й тимчасове видалення відноснолегко взаємодіюючого з ДНК гістону Н1. Нуклеосоми руйнуються у дваетапи (рис. 20): спочатку видаляється димер гістонів Н2А-Н2В, потім найміцніше зв’язаний із ДНК тетрамер (Н3-Н4)₂. Процес видалення гістонових комплексів забезпечується активністю комплексів ремоделювання хроматину і присутністю проміжних акцепторів гістонів – гістонових шаперонів. Такі шаперони зв’язують гістонові комплекси, що витісняються реплісомою, а потім виконуютьроль факторів збирання нуклеосом позаду реплікативної вилки. Необхідність таких факторів визначається надзвичайно високою спорідненістю гістонів до ДНК

Рис. 20. Руйнування та відновлення нуклеосом у реплікативній вилці.

До найбільш вивчених факторів збирання нуклеосом, що працюють під час реплікації, відносять, зокрема: NAP1 (Nucleosome Assembly Protein), що має підвищену спорідненість до димерів Н2А-Н2В; CAF1 (Chromatin Assembly Factor) та ASF1 (AntiSilencing Function) – споріднені до гістонів Н3-Н4 і PCNA, за рахунок чого тетрамери (Н3-Н4)₂ спрямовуються до основи реплікативної вилки (рис. 20); RSF (Remodelingand Spacing Factor), який є проміжним акцептором гістонів, а також сприяє регулярному розподілу відновлених нуклеосом на ДНК.

Відновлення нуклеосом позаду реплікативної вилки відбуваєтьсятакож у дві стадії: першим на ДНК повертається тетрамер (Н3-Н4)₂, який зв’язує два димери Н2А-Н2В. По двох дочірніх ланцюгах ДНК-гістонові комплекси розподіляються випадково, до них додаються гістони, синтезовані в цитоплазмі de novo під час реплікації. Таким чином, «старі» гістони, що несуть на собі певні характерні модифікації, повертаються на ту саму ділянку ДНК обох ланцюгів, на якій вони були присутні на материнській молекулі. До ділянок хроматину рекрутуються відповідні ферменти, котрі здійснюють аналогічні модифікації щойно синтезованих гістонів – патерн модифікацій відновлюється, що сприяє збереженню певного функціонального стану ділянки хроматину в дочірніх клітинах.