生物体的遗传物质由数十亿个 DNA 碱基对组成。它被排列成染色体以在细胞核内紧密包装。染色体由与蛋白质相关的 DNA 组成，形成称为染色质的复杂结构。染色体的 40% 是 DNA，其余 60% 是蛋白质。组蛋白是与 DNA 相关的蛋白质。 DNA 包裹在由组蛋白形成的核心周围，形成称为核小体的结构.核小体是染色体或染色质纤维的基本单位。核小体可以被认为是一个 DNA 卷曲。因此，染色体由DNA超螺旋组成。

涵盖的关键领域

1. 什么是组蛋白 – 定义、类型、角色 2. 组蛋白如何帮助 DNA 盘绕 – 核小体的形成

关键术语：染色质、染色体、线圈、DNA、组蛋白核心、接头 DNA、核小体、超螺旋

什么是组蛋白

组蛋白是一种带正电荷的蛋白质，是染色体中发现的基本蛋白质类型。五种类型的组蛋白是 H1、H2A、H2B、H3 和 H4。组蛋白的主要功能是帮助细胞核内 DNA 的浓缩包装。组蛋白和 DNA 之间的相互作用如图 1 所示。

图 1：组蛋白-DNA 相互作用

参与组蛋白核心形成的四种组蛋白是 H2A、H2B、H3 和 H4。 DNA 包裹在组蛋白核心周围以形成 DNA 线圈。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，在基因表达的调节中发挥重要作用。常染色质包含松散包装的 DNA 并显示出高表达率。然而，异染色质包含紧密包装的 DNA，很少表达该区域的基因。

组蛋白如何帮助 DNA 盘绕

生物体的基因组由大量核苷酸组成，为生物体的发育和功能编码整个遗传信息。所有这些核苷酸都应该包含在称为细​​胞核的微观结构中的一个微小空间内。因此，需要一种机制将 DNA 紧密包装到细胞核中。 通过将 DNA 包裹在组蛋白核心周围，组蛋白参与了 DNA 卷曲高度浓缩结构的形成。 这种盘绕结构被称为 核小体.包裹在组蛋白核心周围的 DNA 如图 2 所示。

图 2：核小体

组蛋白核心由组蛋白八聚体组成，它由四种组蛋白 H2A、H2B、H3 和 H4 中的两种组合而成。一段 146 个碱基对长的 DNA 片段被包裹在核小体中的组蛋白核心周围。这种包裹在组蛋白八聚体上形成大约 1.7 圈。然后，称为 H1 的第五种组蛋白与组蛋白核心结合，使另外 20 个 DNA 碱基对环绕组蛋白核心。所得结构称为 染色体.因此，一个 166 个碱基对的长 DNA 片段被包裹在一个染色体上。数以千计的核小体通过 DNA 连接在一起，称为 接头DNA.接头 DNA 由 20 个碱基对组成。这形成了长链的核小体，使珠子在显微镜下呈串状结构。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。

核小体代表一圈 DNA。它作为染色体的基本结构和重复单元，在字符串外观上生成珠子。这意味着染色体由 DNA超螺旋.

结论

大多数生物体的基因组由长链核苷酸组成，这些核苷酸应该被包装到细胞核中。组蛋白是相关蛋白质，可将 DNA 紧密包装到细胞核中。一段 DNA 包裹在组蛋白的核心周围，产生一个称为核小体的 DNA 线圈。由于染色体由一系列核小体组成，因此被认为在染色体结构中具有超螺旋性质。

参考：

1. Iftikhar，Jannat。 “组蛋白在 DNA 包装中的作用。” LinkedIn SlideShare，2013 年 12 月 14 日，可在此处获取。

图片提供：

1. CNX OpenStax 的“图 04 03 05a” – (CC BY 4.0) 通过 Commons Wikimedia 2. “核小体”假设由 Spellcheck – 假设自己的作品（基于版权声明）（公共领域）通过 Commons Wikimedia