【正确答案】染色质结构与基因转录的关系是:在转录前染色质结构发生一系列重要变化是基因转录的前提,因而将染色质的活化称为转录前的基因调整(modulation)或基因的开关。从已有的研究结果看,非活化的染色质DNA不能被转录,这类染色质通常以30nm的染色质纤维为基础并压缩包装成螺线管结构存在于细胞核中,而活化(或具有活化潜能的)的基因则处于较为伸展的染色质结构中。染色质的伸展或压缩的状态在不同的细胞状态下或个体发育的不同时期可以发生可逆转化。例如,在小鼠非活化的染色质压缩状态中,核小体H3组蛋白110位点上的巯基处于封闭状态,转录时核小体变为伸展状态,此时可以检测到110位点的巯基活性。在NIH3T3细胞中的c-myc和c-fos基因被诱导表达时,发现在诱导转录的数十分钟或数小时内,正在转录的基因绝大部分分布在伸展状态的染色体中,一旦转录终止,这些基因内又重新分布到非活化的压缩状态染色质中。这表明转录时核小体的伸展或压缩状态是可逆的。
活性染色质是具有转录活性的染色质,但RNA聚合酶Ⅱ在合成mRNA前体时并不是在完全裸露的模板DNA上进行的。已知活性染色质与基因转录有以下两方面的联系:
(1)核小体结构的动态变化与基因转录。没有H1组蛋白时核小体核心以直径10nm的串珠状结构存在,处于伸展状态,当富含赖氨酸的组蛋白(如H1)结合到核小体连接区时,DNA即包装成30nm的染色线。任何细胞中的核小体都有两种可能趋向:进一步与相邻的或较远的核小体聚集,或解聚为H2A-H2B二聚体和H3-H4二聚体。在动态平衡状态下,外界因素如连接区的组蛋白、转录因子等都会导致平衡状态的改变。活性染色质的核小体发生构象改变,具有疏松的染色质结构,从而便于转录调控因子与顺式调控元件结合和RNA聚合酶在转录模板上滑动。
(2)核小体相位与基因转录。从基因转录的角度看核小体相位分为非活化的基态(30nm纤维或被阻遏的10nm纤丝)、去阻遏状态(伸展的30nm纤维或10nm纤丝)和活化状态,只有在活化状态下启动子、增强子结合蛋白在启动子区活性转录复合物中与基础转录因子相互作用。
【答案解析】