РЕЛАКСАЦИЯ СТРУКТУРЫ НУКЛЕОСОМЫ ПРИ ОТВОРАЧИВАНИИ ДНК: ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
Аннотация
В работе рассматриваются эффекты локальной релаксации структуры нуклеосомы при отворачивании концов ДНК от октамера гистонов. Исследуется влияние распределения зарядов в гистонах на кинетику реассоциации ДНК к нуклеосоме. Показано, что ионное окружение быстро стабилизируется во время моделирования релаксации системы методом молекулярной динамики. В случае короткой релаксации, происходит быстрое необратимое восстановление структуры, похожей на кристаллическую. В случае более длительной релаксации, восстановления не происходит, несмотря на отсутствие видимых различий в ионном окружении ДНК. Показано изменение квадрупольного момента системы во время релаксации.
Об авторах
Г. А. АрмеевРоссия
аспирант, мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-906-759-56-35
К. В. Шайтан
Россия
докт. физ-мат. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-23-74
А. К. Шайтан
Россия
канд. физ-мат. наук, ст. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-57-38
Список литературы
1. Kornberg R.D. Chromatin structure: a repeating unit of histones and DNA // Science. 1974. Vol. 184. N 4139. P. 868–871.
2. Shaytan A.K., Armeev G.A., Goncearenco A., Zhurkin V.B., Landsman D., Panchenko A.R. Coupling between histone conformations and DNA geometry in nucleosomes on a microsecond timescale: atomistic insights into nucleosome functions // J. Mol. Biol. 2015.
3. Richmond T.J., Davey C.A. The structure of DNA in the nucleosome core // Nature. 2003. Vol. 423. N 6936. P. 145–150.
4. Davey C.A., Sargent D.F., Luger K., Maeder A.W., Richmond T.J. Solvent mediated interactions in the structure of the nucleosome core particle at 1.9 Å resolution // J. Mol. Biol. 2002. Vol. 319. N 5. P. 1097–1113.
5. Lu X.-J., Olson W.K. 3DNA: a versatile, integrated software system for the analysis, rebuilding and visualization of three-dimensional nucleic-acid structures // Nat. Protoc. 2008. Vol. 3. N 7. P. 1213–1227.
6. Phillips J.C., Zheng G., Kumar S., Kale L.V. NAMD: Biomolecular simulation on thousands of processors // Supercomputing, ACM/IEEE 2002 Conference, 2002. P. 36–36.
7. Humphrey W., Dalke A., Schulten K. VMD: visual molecular dynamics // J. Mol. Graph. 1996. Vol. 14. N 1. P. 33–38, 27–28.
8. Li G., Levitus M., Bustamante C., Widom J. Rapid spontaneous accessibility of nucleosomal DNA // Nat. Struct. Mol. Biol. 2005. Vol. 12. N 1. P. 46–53.
9. Polach K.J., Widom J. Mechanism of protein access to specific DNA sequences in chromatin: a dynamic equilibrium model for gene regulation // J. Mol. Biol. 1995. Vol. 254. N 2. P. 130–149.
10. Mirny L.A. Nucleosome-mediated cooperativity between transcription factors // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010. Vol. 107. N 52. P. 22534–22539.
11. Materese C.K., Savelyev A., Papoian G.A. Counterion atmosphere and hydration patterns near a nucleosome core particle // J. Am. Chem. Soc. 2009. Vol. 131. N 41. P. 15005–15013.
12. Manning G.S. Is a small number of charge neutralizations sufficient to bend nucleosome core DNA onto its superhelical ramp? // J. Am. Chem. Soc. 2003. Vol. 125. N 49. P. 15087–15092.
13. Chua E.Y.D., Vasudevan D., Davey G.E., Wu B., Davey C.A. The mechanics behind DNA sequence-dependent properties of the nucleosome // Nucleic Acids Res. 2012. Vol. 40. N 13. P. 6338–6352.
14. Flaus A., Rencurel C., Ferreira H., Wiechens N., Owen-Hughes T. SIN mutations alter inherent nucleosome mobility //EMBO J. 2004. Vol. 23. N 2. P. 343–353.
Рецензия
Для цитирования:
Армеев Г.А., Шайтан К.В., Шайтан А.К. РЕЛАКСАЦИЯ СТРУКТУРЫ НУКЛЕОСОМЫ ПРИ ОТВОРАЧИВАНИИ ДНК: ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2016;(3):34-37.
For citation:
Armeev G.A., Shaitan K.V., Shaytan A.K. NUCLEOSOME STRUCTURE RELAXATION DURING DNA UNWRAPPING: MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS STUDY. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2016;(3):34-37. (In Russ.)