ри помощи рестриктирующих эндонуклеаз, показывает, что в этом участке содержатся два тандемно повторяющихся кластера генов и что в каждом из этих кластеров заключено около 90 генов. Как ориентированы кластеры, точно'не установлено, но существует предположение, что два кластера образуют длинный палиндром, переход которого в крестообразную конфигурацию, возможно, является одним из этапов в исправлении ошибок спаривания. Это способствовало бы сохранению гомогенности кластера [282а]. Данное соображение в равной мере применимо и в отношении большого числа длинных палиндромов, содержащихся в эукариотической ДНК [235а].

г. Амплификация генов

При определенных обстоятельствах часть генома может амплифи-цироваться путем повторной репликации одного или нескольких генов. Наиболее широко известным примером является амплификация генов рибосомной РНК ооцитов амфибий. В случае Xenopus избыток ДНК скапливается вокруг ядрышка, а затем распадается, образуя 1000 или больше отдельных ядрышек. Можно обнаружить до 3000 копий рДНК (образующих при центрифугировании четкую сателлитную область). Амплифицированная рДНК может служить удобным материалом для биохимических исследований. Так, например, структурные исследования, описанные в предыдущем разделе, были выполнены на ДНК именно этого типа.

Механизм амплификации ДНК интенсивно исследуется, но пока еще точно не установлен [283]. Было высказано предположение, согласно которому многочисленные копии рДНК образуются при помощи механизма разматывающего рулона, аналогично тому как это показано в уравнении (15-9). Значение амплификации рДНК состоит, вероятно, в том, что создаются условия для образования большого количества рибосом, необходимых для ускорения белкового синтеза.

2. Ядерные белки

В бактериальных клетках отрицательно заряженные фосфатные группы ДНК, могут быть в значительной степени нейтрализованы положительно заряженными полиаминами. Однако основные белки также стремятся частично «одеть» ДНК. В зрелых головках сперматозоидов рыб плотно упакованная ДНК нейтрализуется протамииами — специальными низкомолекулярными белками (с мол. весом '—5000), богатыми остатками аргинина. Сходные основные белки обнаружены в сперме млекопитающих [284]. Однако в соматических клетках, отрицательные заряды ДНК компенсируются главным образом положительным зарядом гетерогенных групп основных белков, известных под названием гистоиов. Существует пять классов гистонов, мол. вес которых составляет от — 11 000 до 21 500 [285—287]:

HI (или I, или И)

Богатый лизином

Н2а Н2Ь

(или ИЫ, или f2a2) (или ПЬ2, или f2b)

НЗ Н4

Умеренно богатые лизином (или III, или f3)

(или IV, или f2al) Богатые аргинином

302 Глава Ш

Отличительной чертой гистонов, богатых аргинином, является удивительное постоянство их аминокислотной последовательности. Так, ги-стон Н4 из пропростков гороха отличается от аналогичного гистона из тимуса крупного рогатого скота всего лишь двумя аминокислотами. Что же касается богатого лизином гистона HI, то его последовательности почти присуща видовая специфичность.

Гистон НЗ из тимуса теленка содержит 135 аминокислотных остатков [288], причем суммарный заряд первых 53 из них составляет +18. Возможно, именно эта часть белка связывается с ДНК. В то же время карбоксильный конец этого гистона обладает гидрофобными свойствами и лишь в незначительной степени — основными. Интересные кластеры основных аминокислот были обнаружены в отдельных участках полипептидной цепи гистона Н2а [289]. Одна из любопытных особенностей строения гистонов — это наличие большого числа микромодификаций, сводящихся к фосфорилированию остатков серина, ацетилирова-нию и метилированию остатков лизина, а также метилированию боковых цепей аргинина. Так, например, остатки Lys-14 и Lys-23 в гистоне НЗ N-ацетилированы, тогда как остатки Lys-9 и Lys-27 частично e-N-метилированы — каждый участок содержит частично моно-, частично ди- и частично триметильные производные.

Какие же другие функции кроме нейтрализации зарядов ДНК выполняют гистоны? Первоначально считали, что эти белки могут играть, роль репрессоров генов аналогично тому, как это происходит у бактерий. Однако экспериментального подтверждения это предположение не получило. Гистоны, по-видимому, образуют своеобразный комплекс с нитями ДНК. Сравнительно недавно с помощью электронного микроскопа были получены микрофотографии, на которых видно, что хрома-типовые волокна имеют регулярно повторяющееся строение, напоминая нитки бус. Диаметр бусинки (или v-телец, или нуклеоеом) составляет 7—10 нм, а длина свободной «нитки» между бусами равна 2—14 нм (рис. 15-35] [290—294]. Содержание ДНК в «бусинках» велико. Данные, полученные методом дифракции нейтронов, свидетельствуют о том, что в у-частицах нить ДНК намотана вокруг гистонового олигомера* (рис. 15-36) [295]. Гистоны Н2а, Н2в, НЗ и Н4 обнаруживаются почти в одинаковом количестве — на каждые 100 пар оснований в ДНК приходится по одной молекуле каждого из гистонов. В растворе был получен октамер, содержа