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Originalveröffentlichung

Mehmet Ali Öztürk, Georgi V. Pachov, Rebecca C. Wade, Vlad Cojocaru 
Conformational selection and dynamic adaptation upon linker histone binding to the nucleosome
Nucl. Acids Res. (19 August 2016) 44 (14): 6599–6613
Link zur Publikation

Molekulare Dynamik an DNA-Verdichtung beteiligt

Studie von Max-Planck Forscher Vlad Cojocaru auf der Titelseite

31. August 2016

Die DNA wird im Zellkern verpackt, indem sie sich um sogenannte Histon-Proteine wickelt und so Chromatinfasern bildet. Nukleosome, die Struktureinheiten dieser Fasern, werden gebildet, indem sich 146 DNA-Basenpaare um acht Histone wickeln. Zusätzliche Histon-Proteine, die „Verbindungshistone“ genannt werden, binden in einem Verhältnis von 1:1 an Nukleosome, um Chromatosomen zu bilden. Die Untersuchung der Dynamik der Chromatosombildung, durchgeführt von Vlad Cojocaru (Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin, Münster) zusammen mit Mehmet Öztürk und Prof. Rebecca Wade vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS), wurde nun in der August-Ausgabe von Nucleic Acids Research (NAR) zusammen mit einem Bild auf der Titelseite veröffentlicht.
Titelbild zur Studie Bild vergrößern
Titelbild zur Studie

In der veröffentlichten Studie wurden klassische und beschleunigte Molekulardynamik-Simulationen sowie Brownsche Dynamik-Simulationen verwendet, um zu untersuchen, wie das als H5 bekannte „Verbindungshiston“ an Nukleosomen bindet. Aufgrund der nun vorliegenden Ergebnisse nehmen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen an, dass Chromatosomen keine einzelne definierte Form besitzen, sondern mehrere, abhängig von den dynamischen Formen (Konformation) der zusammenwirkenden Nukleosomen und „Verbindungshistone“. Dieser neue wissenschaftliche Ansatz leistet einen wichtigen Beitrag zum Verständnis darüber, wie sich die DNA im Zellkern verdichtet.

Die Abbildung zeigt im oberen Bereich, wie alternative Verbindungshiston-Konformationen (rot und blau gefärbte graphische Zeichnungen) durch einen sogenannten Konformations-Selektions Mechanismus an alternative Nukleosom-Konformationen (grün-gelbe Zeichnungen mit einem DNA-Strang in verschiedenen Blautönen) binden. Im unteren, eingerahmten Bereich wird ein zusätzlicher Mechanismus dargestellt, bekannt als „induced fit“, bei dem eine geschlossene Verbindungshiston-Konformation einen Begegnungskomplex mit dem Nukleosom (links) formt und sich in eine offene Konformation innerhalb des komplett gebundenen Komplexes (rechts) umwandelt. Das Titelbild zur Studie wurde von Vlad Cojocaru mit dem molekularen Visualisierungsprogramm VMD und dem Grafik-Editor Inkscape gestaltet.

HITS

 
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