一个二倍体人类基因组由大约 60 亿个碱基对组成，它们紧密包装在细胞核内的 23 条染色体中。组蛋白是参与将 DNA 紧密包装到微观空间中的蛋白质。染色质是由此产生的 DNA-蛋白质复合物。染色质的基本重复单元是核小体。 核小体由缠绕在组蛋白核心周围的一段 DNA 组成.组蛋白是带正电的蛋白质，而 DNA 是带负电的。组蛋白核心由蛋白质八聚体形成，结合四个组蛋白中的两个，H2A、H2B、H3 和 H4。每条染色体由数以千计的核小体组成，这些核小体通过 DNA 链相互连接。核小体的结构使染色质呈现串珠状外观。

涵盖的关键领域

1. 什么是组蛋白 – 定义、类型、角色 2. 组蛋白如何与核小体相关 – 核小体的形成

关键术语：染色质、染色体、DNA、组蛋白核心、接头 DNA、核小体

什么是组蛋白

组蛋白是染色质中发现的基本蛋白质类型。它们是小的、带正电的蛋白质。 H1、H2A、H2B、H3 和 H4 是组蛋白的类型。在细胞核中，它们与 DNA 相关联，有助于将其凝聚成染色质。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。

图 1：组蛋白核心形成

组蛋白通过形成两种类型的染色质，即常染色质和异染色质，在基因调控中发挥重要作用。常染色质含有松散包装的 DNA；因此，它显示出高表达率。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

由于糖-磷酸骨架中存在磷酸基团，DNA 是带负电荷的分子。因此，带正电的组蛋白可以以非常紧密的方式与 DNA 结合。 DNA 的高度浓缩结构是由 DNA 包裹在组蛋白核心周围形成的。包裹在组蛋白核心周围的 DNA 如图 2 所示。

图 2：核小体

核小体 作为染色质的基本结构和重复单元，在字符串外观上生成珠子。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 H2A、H2B、H3 和 H4 中的两种组合而成。一个 146 碱基对长的 DNA 片段缠绕在组蛋白上以形成核小体。这种 DNA 拉伸在组蛋白八聚体上包裹了大约 1.7 圈。然后，另一种称为 H1 的组蛋白与组蛋白核心结合，允许另外 20 个碱基对的 DNA。这导致在组蛋白核心周围环绕两圈完整的 DNA 片段。这种结构被称为 染色体.因此，一个 166 个碱基对长的 DNA 片段被包裹在一个染色体上。染色体的结构如图3所示。

图 3：染色体

每条染色体都由数千个核小体组成，这些核小体通过称为接头 DNA 的 DNA 链连接在一起。接头 DNA 由 20 个碱基对组成。这形成了长链的核小体，使珠子在显微镜下形成刺状结构。

将 DNA 包装到核小体中将 DNA 链的长度缩短了七倍。形成的染色质纤维的直径为 20 nm。然而，染色质进一步盘绕成 30 nm 的纤维，形成更高阶的结构。

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。它由缠绕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。

参考：

1. “DNA 包装：核小体和染色质”。自然新闻，自然出版集团，可在此处获得。

图片提供：

1. Richard Wheeler (Zephyris) 的“核小体结构” – 英文维基百科 (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons Wikimedia 2. “核小体 1KX5 颜色编码”，由 Zephyris 在英语维基百科 (CC BY-SA 3.0) 中通过 Commons Wikimedia 3. Darekk2 的“核小体组织” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（CC BY-SA 3.0）

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