一个二倍体的人类基因组由大约60亿个碱基对紧密包裹在细胞核内的23条染色体组成。组蛋白是将DNA紧密包装到微观空间中的蛋白质。染色质是合成的DNA蛋白质复合物。染色质的基本重复单位是核小体。核小体由盘绕在组蛋白核心上的一段DNA组成。组蛋白是带正电荷的蛋白质，而DNA是带负电荷的。组蛋白核心由一种蛋白质八聚体组成，它结合了四种组蛋白中的两种，即H2A、H2B、H3和H4。每一条染色体都由成千上万的核小体组成，这些核小体通过DNA延伸相互连接。核小体的结构使染色质呈串珠状。

覆盖的关键领域

1.什么是组蛋白-定义，类型，作用2.组蛋白如何与核小体相关-核小体的形成

关键词：染色质，染色体，DNA，组蛋白核心，连接体DNA，核小体

什么是组蛋白(histones)？

组蛋白是染色质中的基本类型的蛋白质。它们是带正电荷的小蛋白质。H1、H2A、H2B、H3和H4是组蛋白的类型。在细胞核中，它们与DNA结合，帮助DNA浓缩成染色质。所有类型的组蛋白都参与了DNA包裹的组蛋白核心的形成。组蛋白八聚体的形成如图1所示。

Figure 1: Histone Core Formation

组蛋白通过形成常染色质和异染色质在基因调控中起主要作用。常染色质含有松散包装的DNA；因此，它的表达率很高。然而，异染色质包含紧密包装的DNA。因此，异染色质中的基因很少表达。

组蛋白如何与核小体相关

DNA是带负电荷的分子，这是由于糖磷酸骨架中存在一个磷酸基团。因此，带正电荷的组蛋白可以以非常紧密的方式与DNA结合。DNA高度浓缩的结构是由DNA包裹在组蛋白核心上形成的。包裹在组蛋白核心周围的DNA如图2所示。

Figure 2: Nucleosome

核小体作为染色质的基本结构和重复单位，产生串珠状外观。它由一个组蛋白核心和一段包裹在它周围的DNA组成。组蛋白八聚体或组蛋白核心由四种组蛋白中的两种组成，H2A、H2B、H3和H4。一个146个碱基对长的DN**段被包裹在组蛋白周围形成核小体。这个DNA拉伸包裹了大约1.7个组蛋白八聚体。然后，另一种被称为H1的组蛋白与组蛋白核心结合，形成另外20个碱基对的DNA。这就导致了DNA在组蛋白核心周围被两个完整的环包裹。这种结构被称为染色体。因此，一个166碱基对长的DN**段被包裹在一个染色体上。染色体的结构如图3所示。

Figure 3: Chromatosome

每一条染色体都是由成千上万的核小体组成，这些核小体通过DNA连接体DNA连接在一起。连接体DNA由20个碱基对组成。这就形成了核小体的长链，在显微镜下形成了刺状结构上的珠子。

DNA被包装成核小体后，DNA链的长度缩短了七倍。形成的染色质纤维直径为20nm。然而，染色质进一步卷曲成30nm的纤维，形成高阶结构。

结论

染色质是DNA的浓缩结构，由一系列相互连接的核小体组成。核小体是染色质的结构单位。它由包裹在组蛋白核心上的一段DNA组成。组蛋白核心由八种组蛋白组成。因此，组蛋白是核小体的核心结构。

引用

1.“DNA包装：核小体和染色质。” 自然新闻，自然出版集团，这里提供。

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