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. Армеев
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
аспирант, мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-906-759-56-35
К. В. Шайтан
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
Россия
докт. физ-мат. наук, проф. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-23-74
А. К. Шайтан
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия
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.)
Просмотров:
383
Послать статью по эл. почте 