نيوكليود

النواة (وتعني شبيهة النواة ) هي منطقة غير منتظمة الشكل داخل الخلية بدائية النواة ، تحتوي على كل أو معظم المادة الوراثية . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] يكون كروموسوم بدائيات النوى النموذجية دائريًا ، وطوله كبير جدًا مقارنةً بأبعاد الخلية، لذا يجب ضغطه ليناسبها. على عكس نواة الخلية حقيقية النواة ، لا تُحاط النواة بغشاء نووي . بدلًا من ذلك، تتشكل النواة عن طريق التكثيف والترتيب الوظيفي بمساعدة البروتينات الهيكلية للكروموسوم وجزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) بالإضافة إلى التفاف الحمض النووي (DNA) الفائق . يختلف طول الجينوم اختلافًا كبيرًا (عمومًا بضعة ملايين من الأزواج القاعدية ضمن شعبة بدائيات النوى )، [ 4 ] وقد تحتوي الخلية على نسخ متعددة من جينومها. [ 5 ]

على الرغم من أن بنية النواة البكتيرية لم تُحدد بدقة عالية بعد، فقد دُرست سمات رئيسية في بكتيريا الإشريكية القولونية ككائن نموذجي . في هذه البكتيريا ، يكون الحمض النووي الصبغي ملتفًا بشكل فائق سالب في المتوسط ، ومطويًا على شكل حلقات متداخلة ، محصورة في مناطق فيزيائية مختلفة ونادرًا ما تتداخل فيما بينها. تتنظم هذه الحلقات مكانيًا في مناطق ضخمة تُسمى النطاقات الكبيرة، حيث تتفاعل مواقع الحمض النووي داخلها بكثرة، بينما تكون التفاعلات بينها نادرة. يشكل الحمض النووي المكثف والمنظم مكانيًا شكلًا بيضاويًا حلزونيًا محصورًا شعاعيًا داخل الخلية. يبدو أن البنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي في النواة تختلف باختلاف الظروف، وترتبط بالتعبير الجيني ، بحيث تكون بنية النواة ونسخ الجينات مترابطتين بشكل وثيق، وتؤثران على بعضهما البعض بشكل متبادل.

تكوين النواة في بكتيريا الإشريكية القولونية أ. رسم توضيحي لتكوين مفتوح للجينوم الدائري لبكتيريا الإشريكية القولونية . تشير الأسهم إلى تضاعف الحمض النووي ثنائي الاتجاه. تم تحديد الموقع الجيني لأصل تضاعف الحمض النووي ثنائي الاتجاه ( oriC ) وموقع فك تشابك الكروموسوم ( dif ) في منطقة إنهاء التضاعف ( ter ). تمثل الألوان أجزاءً محددة من الحمض النووي كما هو موضح في ج. ب. رسم توضيحي لشكل اللفائف العشوائية الذي يتخذه الحمض النووي الدائري النقي لبكتيريا الإشريكية القولونية عند التوازن الحراري دون وجود لفائف فائقة وعوامل تثبيت إضافية. [ 6 ] [ 7 ] ج. رسم تخطيطي لكروموسوم خلية إشريكية قولونية حديثة الولادة . لا يقتصر الأمر على تكثيف الحمض النووي الجينومي بمقدار 1000 ضعف مقارنةً بشكل اللفائف العشوائية النقية، بل إنه منظم مكانيًا أيضًا. يتم تحديد موقع oriC و dif في منتصف الخلية، وتتنظم مناطق محددة من الحمض النووي المشار إليها بالألوان في A في نطاقات متميزة مكانيًا.

خلفية

في العديد من البكتيريا، يتكون الكروموسوم من جزيء DNA مزدوج السلسلة مغلق تساهميًا (دائري)، يحمل المعلومات الوراثية في شكل أحادي الصيغة الصبغية (أحادي المجموعة الكروموسومية) [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] . يتراوح حجم الحمض النووي من 500,000 إلى عدة ملايين من أزواج القواعد (bp)، ويشفر من 500 إلى عدة آلاف من الجينات، وذلك حسب الكائن الحي. [ 2 ] يوجد الحمض النووي الكروموسومي في الخلايا في شكل منظم ومضغوط للغاية يُسمى النواة ( النوكليود )، وهو غير محاط بغشاء نووي كما هو الحال في الخلايا حقيقية النواة. [ 11 ] تحتوي النواة المعزولة على 80% من الحمض النووي DNA، و10% من البروتين، و10% من الحمض النووي الريبوزي RNA من حيث الوزن. [ 12 ] [ 13 ]

تُعد بكتيريا الإشريكية القولونية سالبة الغرام نظامًا نموذجيًا لأبحاث النيوكليود، حيث تُدرس كيفية تحول الحمض النووي الصبغي إلى نيوكليود، والعوامل المؤثرة في ذلك، وما هو معروف عن بنيته، وكيف تؤثر بعض الجوانب البنيوية للحمض النووي على التعبير الجيني . [ 2 ] [ 3 ]

هناك جانبان أساسيان لتكوين النيوكليود: تكثيف جزيء DNA كبير في حيز خلوي صغير، والتنظيم الوظيفي لجزيء DNA في شكل ثلاثي الأبعاد. يتكون الكروموسوم الدائري أحادي المجموعة الكروموسومية في بكتيريا الإشريكية القولونية من حوالي 4.6 مليون زوج قاعدي. إذا تم إرخاء جزيء DNA في شكله B ، فسيكون محيطه حوالي 1.5 مليمتر (0.332  نانومتر × 4.6 مليون). مع ذلك، لا يبقى جزيء DNA كبير، مثل جزيء DNA الكروموسومي في بكتيريا الإشريكية القولونية، جزيئًا مستقيمًا صلبًا في المحلول المعلق. [ 7 ] تُولّد الحركة البراونية انحناءات والتواءات في جزيء DNA. يبلغ أقصى طول يبقى فيه جزيء DNA الحلزوني المزدوج مستقيمًا بمقاومة الانحناء الناتج عن الحركة البراونية حوالي 50  نانومتر أو 150 زوجًا قاعديًا، ويُسمى هذا الطول بطول الثبات . بالتالي، يتكثف جزيء DNA النقي بشكل كبير دون أي عوامل إضافية؛ وعند التوازن الحراري، يتخذ شكلًا لولبيًا عشوائيًا . [ 6 ] [ 7 ] يشغل الالتفاف العشوائي للحمض النووي الصبغي لبكتيريا الإشريكية القولونية حجمًا (4/3 π r³ ) يبلغ حوالي 523  ميكرومترًا مكعبًا ، محسوبًا من نصف قطر الدوران ( Rg = (√N a)/√6) ، حيث a هو طول كون (2 × طول الثبات)، و N هو عدد أجزاء طول كون في الحمض النووي (الطول الكلي للحمض النووي مقسومًا على a ). [ 7 ] على الرغم من أن الحمض النووي يكون مكثفًا بالفعل في شكل التفاف عشوائي، إلا أنه لا يزال غير قادر على بلوغ حجم النواة، الذي يقل عن ميكرون واحد. وبالتالي، فإن الخاصية الذاتية للحمض النووي غير كافية: يجب أن تساعد عوامل إضافية في تكثيف الحمض النووي بشكل أكبر إلى حوالي 10³ ( حجم الالتفاف العشوائي مقسومًا على حجم النواة). أما الجانب الأساسي الثاني لتكوين النواة فهو الترتيب الوظيفي للحمض النووي. لا يقتصر الأمر على كون الحمض النووي الصبغي مكثفًا فحسب، بل إنه منظم وظيفيًا بطريقة تتوافق مع عمليات نقل الحمض النووي مثل التضاعف ، وإعادة التركيب ، والانفصال ، والنسخ . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] وقد بدأ البحث في هذا المجال منذ ما يقرب من خمسة عقود في عام 1971، [ 12 ]أظهرت الدراسات أن الشكل النهائي للنواة ينشأ من تنظيم هرمي للحمض النووي. فعلى أصغر نطاق (1 كيلوبايت أو أقل)، تعمل البروتينات المعمارية للحمض النووي المرتبطة بالنواة على تكثيف الحمض النووي وتنظيمه عن طريق ثنيه، أو لفه، أو ربطه، أو تغليفه. وعلى نطاق أوسع (10 كيلوبايت أو أكبر)، يشكل الحمض النووي حلقات متشابكة، وهي شكل مضفر من الحمض النووي ناتج عن الالتفاف الفائق. وعلى نطاق الميغابايت، تتحد الحلقات المتشابكة لتشكل ستة نطاقات منظمة مكانيًا (نطاقات كبيرة)، والتي تتميز بتفاعلات فيزيائية أكثر تواترًا بين مواقع الحمض النووي داخل النطاق الكبير نفسه مقارنةً بالتفاعلات بين النطاقات الكبيرة المختلفة. [ 17 ] وتساهم روابط الحمض النووي طويلة وقصيرة المدى، المتكونة داخل النطاقات الكبيرة وفيما بينها، في التكثيف والتنظيم الوظيفي. وأخيرًا، تكون النواة عبارة عن شكل بيضاوي حلزوني مع مناطق من الحمض النووي شديدة التكثيف على طول محورها الطولي. [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]

التكثيف والتنظيم

النواة على نطاق ≥1 كيلوبايت. تنظيم الحمض النووي بواسطة البروتينات المرتبطة بالنواة. يُصوَّر الحمض النووي كخط رمادي مستقيم أو منحني، بينما تُصوَّر البروتينات المرتبطة بالنواة على شكل كرات زرقاء.

البروتينات المرتبطة بالنواة (NAPs)

في حقيقيات النوى، يتكثف الحمض النووي الجينومي على شكل سلسلة متكررة من جسيمات الحمض النووي والبروتين تسمى النيوكليوسومات . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]

يتكون النيوكليوسوم من حوالي 146 زوجًا قاعديًا من الحمض النووي (DNA) ملتفًا حول مُركّب ثماني من بروتينات الهيستون . على الرغم من أن البكتيريا لا تحتوي على الهيستونات، إلا أنها تمتلك مجموعة من البروتينات الرابطة للحمض النووي تُعرف باسم البروتينات المرتبطة بالنيوكلويد (NAPs)، والتي تُشابه الهيستونات وظيفيًا بشكل عام. وتُعد بروتينات NAPs وفيرة للغاية، وتشكل نسبة كبيرة من المكون البروتيني للنيوكلويد. [ 24 ]

تتميز بروتينات NAPs بقدرتها على الارتباط بالحمض النووي بطريقة محددة (إما تسلسلية أو بنيوية) وغير تسلسلية. ونتيجة لذلك، تُعد بروتينات NAPs بروتينات ثنائية الوظيفة. [ 25 ] يرتبط الارتباط المحدد لبروتينات NAPs في الغالب بنسخ الجينات ، وتضاعف الحمض النووي ، وإعادة التركيب ، والإصلاح . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] في ذروة وفرتها، يكون عدد جزيئات العديد من بروتينات NAPs أعلى بعدة مراتب من عدد مواقع الارتباط المحددة في الجينوم. [ 25 ] لذلك، يُعتقد أن بروتينات NAPs ترتبط بالحمض النووي الصبغي في الغالب بطريقة غير تسلسلية، وهذه الطريقة هي الحاسمة لتكثيف الكروموسوم. قد لا يكون الارتباط غير التسلسلي لبروتين NAP عشوائيًا تمامًا؛ فقد يكون هناك انخفاض في التخصص التسلسلي أو التخصص البنيوي بسبب بنية الحمض النووي المعتمدة على التسلسل أو بنية الحمض النووي الناتجة عن بروتينات NAPs أخرى. [ 23 ]

على الرغم من أن الآليات الجزيئية لكيفية تكثيف جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (NAPs) للحمض النووي داخل الخلايا الحية غير مفهومة تمامًا، إلا أنه بناءً على الدراسات المختبرية المكثفة ، يبدو أن هذه الجزيئات تُشارك في تكثيف الكروموسوم عبر الآليات التالية: تُحفز جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (NAPs) الانحناءات في الحمض النووي وتُثبتها، مما يُساعد في تكثيف الحمض النووي عن طريق تقليل طول الثبات. [ 25 ] تُكثف جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (NAPs) الحمض النووي عن طريق الربط والالتفاف والتجميع، وهو ما قد يحدث بين أجزاء الحمض النووي القريبة أو البعيدة من الكروموسوم. ومن الآليات الأخرى التي تُشارك بها جزيئات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (NAPs) في تكثيف الكروموسوم تقييد اللفائف الفائقة السالبة في الحمض النووي، مما يُساهم في التنظيم الطوبولوجي للكروموسوم. [ 25 ]

تم تحديد ما لا يقل عن 12 بروتينًا من عائلة NAPs في بكتيريا الإشريكية القولونية، [ 25 ] وأكثرها دراسةً هي HU وIHF وH-NS وFis. يلخص الجدولان أدناه وفرة هذه البروتينات وخصائص ارتباطها بالحمض النووي وتأثيرها على تكثيف الحمض النووي وتنظيمه. [ 25 ]

خصائص ووفرة البروتينات الرئيسية المرتبطة بالنواة في بكتيريا الإشريكية القولونية
بروتينالكتلة الجزيئية (كيلودالتون)الوحدة الوظيفية الأصليةالوفرة 1 في مرحلة النموالوفرة 1 في المرحلة الثابتة
HUα و HUβ9 تقريبًاثنائي متجانس وثنائي غير متجانس55000 (23)30,000 (12.5)
IHFα و IHFβ11 تقريبًاثنائي غير متجانس12000 (5)55000 (23)
H-NSحوالي 15ثنائي متجانس20,000 (8)15000 (6)
فيس11 تقريبًاثنائي متجانس60,000 (25)غير قابل للكشف
Dps19 تقريبًااثنا عشر كاميرا6000 (0.4)180,000 (12.5)

تم الحصول على بيانات الوفرة (جزيئات/خلية) من المرجع [ 26 ] . الرقم بين قوسين هو تركيز بالميكرومولار محسوب باستخدام الصيغة التالية: (عدد الوحدات الوظيفية الأصلية/عدد أفوجادرو) × (1/حجم الخلية باللتر) × 10³ . تم تحديد حجم الخلية باللتر (2 × 10⁻¹⁵ ) بافتراض أن حجم خلية الإشريكية القولونية هو 2 ميكرومتر مكعب . [ 26 ]

خصائص ارتباط الحمض النووي لبروتين بناء الحمض النووي المرتبط بالنوكليوتيد في بكتيريا الإشريكية القولونية
بروتيننمط الربطتقارب ارتباط الحمض النووي المحدد 1ألفة ارتباط الحمض النووي العشوائي 1
HUنمط هيكلي محدد بالانحناءات والالتواءات في الحمض النووي [ 27 ] [ 28 ]7.5 × 10 −9 [ 29 ]4.0 × 10 −7 [ 29 ]
الاتحاد الدولي لهوكي الجليدWATCAANNNNTTR [ 30 ]1.5 × 10 −9 [ 31 ]1.7 × 10 −6 [ 31 ]
H-NSTCGATAAATT [ 32 ]10-15 × 10 −9 [ 33 ]6 × 10 −8 [ 33 ]
فيسGNTYAAAWTTTRANC [ 34 ]0.2-1.0 × 10 −9 [ 34 ] [ 35 ]>8.0 × 10 −6 [ 35 ]
Dpsاختصار الثانياختصار الثاني1.65 × 10 −7 [ 36 ]
ماتبGTGACRNYGTCAC [ 37 ]8.0 × 10 −9اختصار الثاني
موكبيفاختصار الثانياختصار الثانياختصار الثاني

1. تشير ألفة الارتباط إلى ثابت تفكك التوازن (Kd) بوحدات مولية (M). ND = غير محدد

HU

بروتين شبيه بالهيستون من سلالة الإشريكية القولونية U93 (HU) هو بروتين محفوظ تطوريًا في البكتيريا. [ 38 ] [ 39 ] يوجد HU في الإشريكية القولونية على شكل متجانسات ومتغايرات ثنائية من وحدتين فرعيتين HUα وHUβ تتشاركان في 69% من تسلسل الأحماض الأمينية. [ 40 ] على الرغم من أنه يُشار إليه كبروتين شبيه بالهيستون، فإن أقرب البروتينات الوظيفية لـ HU في حقيقيات النوى هي بروتينات المجموعة عالية الحركة (HMG)، وليست هيستونات. [ 41 ] [ 42 ] HU بروتين غير متخصص في الارتباط بتسلسل الحمض النووي DNA. يرتبط بألفة منخفضة بأي حمض نووي DNA خطي. ومع ذلك، فإنه يرتبط بشكل تفضيلي وبألفة عالية بالحمض النووي DNA المشوه بنيويًا. [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 29 ] تشمل أمثلة ركائز الحمض النووي المشوهة الحمض النووي الصليبي ، والحمض النووي المنتفخ، والحمض النووي ثنائي السلسلة الذي يحتوي على كسر أحادي السلسلة مثل الشقوق أو الفجوات أو التشعبات . علاوة على ذلك، يرتبط بروتين HU بشكل خاص بحلقة الحمض النووي التي تتوسطها البروتينات ويثبتها. [ 48 ] في نمط ارتباط الحمض النووي المحدد هيكليًا، يتعرف بروتين HU على نمط هيكلي شائع محدد بالانحناءات أو الالتواءات الناتجة عن التشوه، [ 27 ] [ 49 ] [ 28 ] بينما يرتبط بالحمض النووي الخطي عن طريق تثبيت العمود الفقري الفوسفاتي. [ 50 ] في حين أن الارتباط عالي الألفة والمحدد بنيويًا ضروري لوظائف HU المتخصصة، مثل إعادة التركيب الموضعي ، وإصلاح الحمض النووي ، وبدء تضاعف الحمض النووي ، وتنظيم الجينات، [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] يبدو أن الارتباط العام منخفض الألفة يشارك في تكثيف الحمض النووي. [ 50 ] في تقنية الترسيب المناعي للكروماتين المقترن بتسلسل الحمض النووي ( ChIP-Seq )، لا يُظهر HU أي أحداث ارتباط محددة. [ 51 ] بدلًا من ذلك، يُظهر ارتباطًا موحدًا عبر الجينوم، مما يعكس على الأرجح ارتباطه الضعيف وغير المحدد بالتسلسل في الغالب، وبالتالي يحجب الارتباط عالي الألفة في الجسم الحي . [ 51 ]

في السلالات التي تفتقر إلى بروتين HU، يكون النيوكليود "غير مكثف"، وهو ما يتوافق مع دور HU في تكثيف الحمض النووي. [ 52 ] تشير الدراسات المختبرية التالية إلى آليات محتملة لكيفية تكثيف HU للحمض النووي وتنظيمه داخل الكائن الحي . لا يرتبط HU بثبات بالحمض النووي المشوه ذي الانحناءات فحسب، بل إنه يحفز انحناءات مرنة حتى في الحمض النووي الخطي بتركيز أقل من 100 نانومتر. في المقابل، يُظهر HU تأثيرًا بنيويًا معاكسًا على الحمض النووي عند التركيزات الأعلى ذات الصلة الفيزيولوجية. [ 50 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 52 ] [ 53 ] فهو يُشكل خيوطًا نووية بروتينية صلبة تُسبب استقامة الحمض النووي وليس انحنائه. يمكن لهذه الخيوط أن تُشكل شبكة من الحمض النووي (تكتل الحمض النووي) قابلة للتمدد جانبيًا ووسطيًا بسبب تعدد وحدات HU-HU الناتج عن ارتباط الحمض النووي غير المحدد بالتسلسل. [ 50 ]

كيف ترتبط هذه السلوكيات لبروتين HU داخل الخلية؟ يتطلب تكوين الخيوط ارتباطًا كثيفًا لبروتين HU بالحمض النووي، أي ثنائي HU واحد لكل 9-20 زوجًا قاعديًا من الحمض النووي. ولكن يوجد ثنائي HU واحد فقط لكل 150 زوجًا قاعديًا تقريبًا من الحمض النووي الصبغي، استنادًا إلى الوفرة المقدرة لـ 30,000 ثنائي HU لكل خلية (4600000 زوج قاعدي / 30,000). [ 26 ] يشير هذا إلى أن الانحناءات المرنة أكثر احتمالًا للحدوث داخل الكائن الحي . من شأن الانحناء المرن أن يُسبب تكثفًا نتيجةً لانخفاض طول ثبات الحمض النووي، كما أظهرت تجارب الملاقط المغناطيسية ، التي تسمح بدراسة تكثف جزيء DNA واحد بواسطة بروتين رابط للحمض النووي. [ 53 ] [ 54 ] مع ذلك، وبسبب التآزر ، قد تتشكل الخيوط والشبكات الصلبة في بعض مناطق الكروموسوم. لا يؤدي تكوين الخيوط وحده إلى التكثيف، [ 53 ] ولكن يمكن أن تساهم شبكة الحمض النووي أو تكتله بشكل كبير في التكثيف عن طريق تقريب أجزاء الكروموسومات البعيدة أو القريبة من بعضها البعض. [ 50 ]

التوزيع الجينومي للبروتينات المرتبطة بالنوكليوتيد في بكتيريا الإشريكية القولونية . يوضح الشكل الدائري لجينوم الإشريكية القولونية التوزيع الجينومي للبروتينات المرتبطة بالنوكليوتيد Fis وH-NS وHU وIHF خلال مرحلتي النمو والثبات . وتُعرض رسوم بيانية لتوزيع هذه البروتينات على الجينوم، كما تم تحديده بواسطة تقنية الترسيب المناعي للكروماتين المقترن بتسلسل الحمض النووي (ChIP-seq)، خارج حدود الجينوم الدائري. يبلغ حجم خانة الرسم البياني 300 زوج قاعدي. تم إعداد الشكل باستخدام برنامج circos/0.69-6 وبيانات ChIP-seq من المراجع [ 51 ] و[ 55 ].

الاتحاد الدولي لهوكي الجليد

يُعد عامل التكامل المضيف (IHF) مطابقًا تقريبًا لعامل HU من الناحية التركيبية [ 56 ولكنه يختلف عنه في السلوك في جوانب عديدة. فعلى عكس HU، الذي يرتبط بشكل تفضيلي بنمط بنيوي بغض النظر عن التسلسل، يرتبط IHF بشكل تفضيلي بتسلسل DNA محدد، على الرغم من أن هذه الخصوصية تنشأ من خلال بنية DNA وقابليته للتشوه المعتمدة على التسلسل. ويؤدي الارتباط المحدد لـ IHF في المواقع المتوافقة إلى انحناء حاد في DNA يزيد عن 160 درجة. [ 56 ] ويبلغ عدد مرات ظهور نمط التسلسل المتوافق حوالي 3000 مرة في جينوم الإشريكية القولونية . [ 51 ] ويُقدر عدد جزيئات IHF في طور النمو بحوالي 6000 ثنائي لكل خلية. وبافتراض أن ثنائي IHF واحد يرتبط بنمط واحد، وأن النواة تحتوي على أكثر من مكافئ جينومي واحد خلال طور النمو الأسي، فإن معظم جزيئات IHF ستشغل مواقع محددة في الجينوم، ومن المرجح أنها ستكثف DNA فقط عن طريق إحداث انحناء حاد. [ 51 ]

إلى جانب ارتباطه التفضيلي بتسلسل محدد من الحمض النووي، يرتبط بروتين IHF أيضًا بالحمض النووي بطريقة غير محددة التسلسل، وبتقارب مشابه لبروتين HU. ويبدو أن دور الارتباط غير المحدد لبروتين IHF في تكثيف الحمض النووي بالغ الأهمية في الطور الثابت، إذ يزداد تركيز بروتين IHF بمقدار خمسة أضعاف في هذا الطور، ومن المرجح أن ترتبط ثنائيات بروتين IHF الإضافية بالحمض النووي الصبغي بطريقة غير محددة. [ 26 ] [ 57 ] [ 58 ] وعلى عكس بروتين HU، لا يُشكّل بروتين IHF خيوطًا سميكة صلبة عند التركيزات العالية. بل إن ارتباطه غير المحدد يُحفّز أيضًا انحناء الحمض النووي، وإن كانت درجة الانحناء أقل بكثير من تلك التي تحدث في مواقع محددة، وهي مشابهة للانحناء المرن الذي يُحدثه بروتين HU في الحمض النووي الخطي عند التركيزات المنخفضة. [ 59 ] في المختبر ، يمكن أن يؤدي الانحناء الناتج عن الارتباط غير النوعي لـ IHF إلى تكثيف الحمض النووي وتعزيز تكوين معقدات نووية بروتينية ذات رتبة أعلى، وذلك اعتمادًا على تركيزات كلوريد البوتاسيوم وكلوريد المغنيسيوم . [ 59 ] أما تنظيم الحمض النووي ذي الرتبة الأعلى بواسطة IHF في الجسم الحي فلا يزال غير واضح. [ 59 ]

H-NS

من السمات المميزة لبروتين H-NS (بروتين هيكلة النيوكليوتيد الشبيه بالهيستون أو المقاوم للحرارة) [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] عن غيره من بروتينات NAPs قدرته على التحول من الشكل المتجانس ثنائي الوحدات عند تركيزات منخفضة نسبيًا (<1 × 10⁻⁵ مولار ) إلى حالة متعددة الوحدات عند مستويات أعلى. [ 64 ] [ 65 ] وبسبب خصائص التجميع، ينتشر H-NS جانبيًا على طول الحمض النووي الغني بالأدينين والثايمين في تفاعل التكوين ، حيث تعمل المواقع ذات الألفة العالية كمراكز للتكوين. [ 66 ] [ 67 ] [ 33 ] وينتج عن انتشار H-NS على الحمض النووي نتيجتان متعاكستان اعتمادًا على تركيز المغنيسيوم في التفاعل. عند تركيز منخفض من المغنيسيوم (< 2 ملي مولار)، يشكل H-NS خيوطًا نووية بروتينية صلبة، بينما يشكل جسورًا بين الجزيئات وداخلها عند تركيزات أعلى من المغنيسيوم (> 5 ملي مولار). [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] يؤدي تكوين الخيوط الصلبة إلى استقامة الحمض النووي دون تكثيف، بينما يتسبب التجسير في طي الحمض النووي بشكل كبير. [ 71 ] قدم تحليل ارتباط H-NS في الجينوم بواسطة فحوصات ChIP-Seq دليلاً غير مباشر على انتشار H-NS على الحمض النووي في الكائنات الحية . يرتبط H-NS بشكل انتقائي بـ 458 منطقة في الجينوم. [ 55 ] على الرغم من أنه قد ثبت أن H-NS يفضل الحمض النووي المنحني المتكون من مسارات A المتكررة في تسلسلات الحمض النووي [ 66 ] [ 73 فإن أساس الارتباط الانتقائي هو وجود نمط تسلسل محفوظ موجود في المناطق الغنية بـ AT. [ 32 ] والأهم من ذلك، أن التكرار الملحوظ لتسلسل النمط ضمن منطقة ارتباط H-NS، والذي يُعزز التفاعلات البروتينية التعاونية، والطول غير المعتاد لمنطقة الارتباط، يتوافقان مع انتشار البروتين. ويعتمد شيوع تكوين الخيوط أو ربط الحمض النووي في الجسم الحي على التركيز الفسيولوجي للمغنيسيوم داخل الخلية. [ 71 ] [ 74 ] إذا كان تركيز المغنيسيوم منخفضًا بشكل موحد (< 5 ملي مولار)، فإن H-NS سيُشكل خيوطًا نووية بروتينية صلبة في الجسم الحي . [ 71 ][ 71 ] بدلاً من ذلك، إذا كان هناك توزيع غير متساوٍ للمغنيسيوم في الخلية، فقد يعزز ذلك كلاً من ربط الحمض النووي وتصلبه، ولكن في مناطق مختلفة من النواة .

علاوة على ذلك، يُعرف بروتين H-NS بأنه مُثبِّط جيني شامل يُثبِّط بشكل تفضيلي نسخ الجينات المنقولة أفقيًا، والخيوط الصلبة هي التي تؤدي إلى إسكات الجينات . [ 75 ] [ 76 ] وبناءً على ذلك، يبدو أن تكوين الخيوط الصلبة هو النتيجة الأرجح لتفاعلات H-NS مع الحمض النووي DNA في الكائنات الحية، مما يؤدي إلى إسكات الجينات دون أن يُحفِّز تكثيف الحمض النووي DNA. وبالمثل، فإن غياب H-NS لا يُغيِّر حجم النواة. [ 77 ] ومع ذلك، من المحتمل أن تتعرض بكتيريا الإشريكية القولونية لتركيز عالٍ من المغنيسيوم في بعض الظروف البيئية. في مثل هذه الظروف، يمكن أن يتحول H-NS من شكله المُحفِّز لتكوين الخيوط إلى شكله المُحفِّز لتكوين الجسور، مما يُساهم في تكثيف الحمض النووي DNA وتنظيمه. [ 71 ]

فيس

عامل تحفيز الانقلاب (Fis) هو بروتين يرتبط بتسلسلات محددة من الحمض النووي، ويحتوي على نمط متناظر بطول 15 زوجًا قاعديًا. [ 34 ] [ 35 ] [ 78 ] ومثل عامل تحفيز الانقلاب (IHF)، يحفز Fis انحناء الحمض النووي في المواقع المتوافقة. وتتجلى قدرة Fis على ثني الحمض النووي في بنية ثنائي الوحدات المتماثل. يمتلك ثنائي الوحدات المتماثل Fis نمطين من حلزون-انعطاف-حلزون (HTH)، أحدهما من كل وحدة أحادية. يتعرف نمط HTH عادةً على الأخدود الرئيسي للحمض النووي. ومع ذلك، فإن المسافة بين حلزونات التعرف على الحمض النووي في نمطي HTH في ثنائي الوحدات المتماثل Fis تبلغ 25 أنغستروم ، أي أقصر بحوالي 8 أنغستروم من خطوة الحمض النووي B المتعارف عليه ، مما يشير إلى أن البروتين يجب أن يثني أو يلف الحمض النووي ليرتبط به بثبات. [ 79 ] [ 80 ] تُظهر البنية البلورية لمركبات Fis-DNA باستمرار أن المسافة بين حلزونات التعرف تبقى ثابتة بينما ينحني الحمض النووي DNA بزاوية تتراوح بين 60 و75 درجة. [ 35 ] يوجد 1464 منطقة ارتباط لـ Fis موزعة عبر جينوم الإشريكية القولونية ، ويتطابق نمط الارتباط، الذي تم تحديده حسابيًا، مع النمط المعروف المكون من 15 زوجًا قاعديًا. [ 55 ] [ 81 ] من شأن الارتباط المحدد لـ Fis في هذه المواقع أن يُحدث انحناءات في الحمض النووي DNA، وبالتالي يُساهم في تكثيفه عن طريق تقليل طول ثباته. علاوة على ذلك، توجد العديد من مواقع ارتباط Fis بشكل متجاور، مثل تلك الموجودة في محفزات الحمض النووي الريبوزي RNA المستقرة، على سبيل المثال، محفز P1 لأوبيرون rrnB الخاص بالحمض النووي الريبوزي rRNA . من المرجح أن يُؤدي الانحناء المتماسك الناتج عن Fis في المواقع المتجاورة إلى تكوين حلقة دقيقة في الحمض النووي DNA، والتي يُمكن أن تُساهم بدورها في تكثيفه. [ 82 ]

إلى جانب ارتباطه النوعي عالي الألفة بالمواقع المتوافقة، يستطيع بروتين Fis الارتباط بتسلسل عشوائي من الحمض النووي. يُعدّ هذا الارتباط غير النوعي بالحمض النووي ذا أهمية بالغة، إذ يتواجد بروتين Fis بوفرة مماثلة لبروتين HU في مرحلة النمو . لذا، يُتوقع أن ترتبط معظم جزيئات Fis بالحمض النووي بطريقة غير نوعية للتسلسل. تُظهر تجارب الملاقط المغناطيسية أن هذا الارتباط غير النوعي لبروتين Fis يُسهم في تكثيف الحمض النووي وتنظيمه. [ 83 ] [ 84 ] يُسبب بروتين Fis تكثيفًا طفيفًا لجزيء حمض نووي واحد عند تركيز أقل من 1 ملي مولار، ولكنه يُحفز طيًا كبيرًا من خلال تكوين حلقات من الحمض النووي بمتوسط ​​حجم يبلغ حوالي 800 زوج قاعدي عند تركيز أعلى من 1 ملي مولار. تختلف الحلقات في تجارب الملاقط المغناطيسية عن الحلقات الدقيقة الناتجة عن انحناء الحمض النووي المتماسك عند المواقع المتوافقة، إذ تتطلب تكوين معقدات عالية الكثافة من الحمض النووي والبروتين، والتي تتحقق من خلال ارتباط غير معتمد على التسلسل. على الرغم من أن حدوث هذه الحلقات في الكائنات الحية لم يُثبت بعد، إلا أن ارتباط بروتين Fis بكثافة عالية قد يحدث في الكائنات الحية من خلال عمل متضافر لكل من الارتباط النوعي وغير النوعي. قد يؤدي التواجد المتزامن لمواقع محددة إلى بدء تفاعل تنوي مشابه لتفاعل H-NS، ثم يؤدي الارتباط غير النوعي إلى تكوين تجمعات موضعية عالية الكثافة من بروتين Fis. يمكن أن يؤدي الربط بين هذه المناطق الموضعية إلى تكوين حلقات DNA كبيرة. [ 84 ] يتواجد بروتين Fis حصريًا في طور النمو وليس في الطور الثابت . [ 85 ] [ 86 ] وبالتالي، فإن أي دور لبروتين Fis في تكثيف الكروموسومات يجب أن يكون خاصًا بالخلايا النامية. [ 86 ]

الحمض النووي الريبي المرتبط بالنوكليوتيد (naRNAs)

أشارت دراسات مبكرة فحصت تأثير معالجة النيوكلييدات المعزولة بإنزيم RNase A إلى أن الحمض النووي الريبي (RNA) يساهم في تثبيت النيوكلييد في حالته المكثفة. [ 87 ] علاوة على ذلك، أدت المعالجة بإنزيم RNase A إلى تفكيك ألياف الحمض النووي (DNA) إلى ألياف أرق، كما لوحظ باستخدام مجهر القوة الذرية للنيوكلييد بتقنية "التحلل على الركيزة". [ 88 ] أظهرت هذه النتائج مشاركة الحمض النووي الريبي في بنية النيوكلييد، لكن هوية جزيء (جزيئات) الحمض النووي الريبي ظلت مجهولة حتى وقت قريب. [ 52 ] ركزت معظم الدراسات على بروتين HU على ارتباطه بالحمض النووي. [ 88 ] ومع ذلك، يرتبط بروتين HU أيضًا بالحمض النووي الريبي ثنائي السلسلة (dsRNA ) وهجائن الحمض النووي الريبي-الحمض النووي (RNA-DNA) بتقارب أقل مشابه لتقاربه مع الحمض النووي الريبي ثنائي السلسلة الخطي. [ 89 ] بالإضافة إلى ذلك، يرتبط بروتين HU بشكل تفضيلي بالحمض النووي الريبي الذي يحتوي على بنى ثانوية وهجين الحمض النووي الريبي-الحمض النووي الذي يحتوي فيه الحمض النووي الريبي على شق أو نتوء. [ 89 ] [ 90 ] تتشابه قوة ارتباط بروتين HU مع ركائز الحمض النووي الريبوزي (RNA) هذه مع قوة ارتباطه بالحمض النووي المشوه (DNA). وقد كشفت دراسة الترسيب المناعي للحمض النووي الريبوزي المرتبط ببروتين HU، والمقترنة بالنسخ العكسي وتحليل المصفوفات الدقيقة (RIP-Chip)، بالإضافة إلى تحليل الحمض النووي الريبوزي المستخلص من النيوكلييدات السليمة المنقاة، عن جزيئات الحمض النووي الريبوزي المرتبطة بالنيوكلييدات والتي تتفاعل مع بروتين HU. [ 52 ] العديد من هذه الجزيئات عبارة عن حمض نووي ريبوزي غير مشفر، وأحد هذه الجزيئات، المسمى naRNA4 (الحمض النووي الريبوزي المرتبط بالنيوكلييدات 4)، مُشفّر في تسلسل متناظر خارجي متكرر ( REP325 ). في سلالة تفتقر إلى REP325 ، تكون النيوكلييدات غير مكثفة كما هو الحال في سلالة تفتقر إلى بروتين HU. [ 52 ] من المرجح أن يشارك naRNA4 في تكثيف الحمض النووي عن طريق ربط أجزاء الحمض النووي في وجود بروتين HU. [ 91 ] تُقدّم الدراسات الحديثة رؤىً جديدة حول الآلية الجزيئية التي يُنشئ بها جزيء naRNA4 روابط DNA-DNA. يستهدف هذا الجزيء مناطق DNA التي تحتوي على تراكيب صليبية، ويُشكّل مُركّب RNA-DNA الذي يُعدّ أساسيًا لإنشاء هذه الروابط. [ 92 ] من المُثير للدهشة أنه على الرغم من مُساعدة HU في تكوين هذا المُركّب، إلا أنه غير موجود فيه، مما يُشير إلى دوره المُحتمل كمُحفّز (مُرافق). لا تزال طبيعة مُركّب RNA-DNA غامضة، لأن تكوينه لا يتضمن اقترانًا واسع النطاق لقواعد واتسون/كريك، ولكنه حساس لإنزيم RNase H، الذي يقطع RNA في مُركّب RNA-DNA الهجين، ويرتبط هذا المُركّب بجسم مُضاد مُختصّ بمُركّبات RNA-DNA الهجينة. [ 52]] [ 88 ] [ 89 ]

اللف الفائق

الالتفاف الفائق للحمض النووي DNA: أ. يصبح الحمض النووي DNA الخطي المزدوج جزيئًا مقيدًا طوبولوجيًا إذا ارتبط طرفاه برابطة تساهمية، مشكلين دائرة. تُشرح قواعد طوبولوجيا الحمض النووي DNA باستخدام جزيء كهذا (ccc-DNA)، حيث يُحدد مُعامل عددي يُسمى رقم الربط (Lk) الطوبولوجيا. Lk هو مجموع رياضي لمُعاملين هندسيين، هما الالتواء (Tw) والالتفاف (Wr). الالتواء هو تقاطع سلسلتين، والالتفاف هو التفاف الحلزون المزدوج للحمض النووي DNA حول محوره، مما يتطلب انحناءً. Lk دائمًا عدد صحيح ويبقى ثابتًا بغض النظر عن مقدار تشوه السلسلتين. لا يمكن تغييره إلا بإحداث قطع في إحدى سلسلتي الحمض النووي DNA أو كلتيهما بواسطة إنزيمات أيض الحمض النووي DNA تُسمى توبويزوميراز. ب. يظهر الإجهاد الالتوائي الناتج عن تغيير في Lk لحمض نووي DNA مُسترخٍ ومقيد طوبولوجيًا في شكل التفاف فائق للحمض النووي DNA. يؤدي انخفاض قيمة Lk (Lk<Lk 0 ) إلى التفاف فائق سالب، بينما يؤدي ارتفاع قيمة Lk (Lk>Lk 0 ) إلى التفاف فائق موجب. يُصوَّر هنا الالتفاف الفائق السالب فقط. على سبيل المثال، إذا أُحدث قطع في جزيء ccc-DNA وأُزيلت أربع لفات قبل إعادة ربط السلسلتين، يصبح الحمض النووي ملتفًا فائقًا سالبًا مع انخفاض في عدد اللفات أو الالتفافات أو كليهما. يمكن أن يتخذ الالتفاف نوعين من البنى الهندسية: البليكتونيم والطورويد. يتميز البليكتونيم بتداخل حلزون الحمض النووي المزدوج وحلقة قميّة، بينما يُشكِّل التفاف حلزون الحمض النووي المزدوج حول محور الطورويد.

بسبب بنيتها الحلزونية ، تُصبح جزيئة الحمض النووي المزدوجة مُقيدة طوبولوجيًا في شكل دائري مغلق تساهميًا، مما يُلغي دوران الأطراف الحرة. [ 93 ] يُطلق على عدد مرات تقاطع السلسلتين في الحمض النووي المُقيد طوبولوجيًا اسم عدد الربط (Lk)، وهو يُعادل عدد اللفات أو الالتواءات الحلزونية في الجزيئة الدائرية. [ 94 ] يبقى عدد الربط (Lk) للحمض النووي الطوبولوجي ثابتًا، بغض النظر عن كيفية تشوه جزيئة الحمض النووي، طالما لم تنقطع أي من السلسلتين. [ 95 ] [ 96 ]

يُعرَّف عدد الروابط (Lk) للحمض النووي في حالته المُرخاة بـ Lk₀ . يُمكن حساب Lk₀ لأي حمض نووي بقسمة طول الحمض النووي (بالزوجات القاعدية) على عدد الأزواج القاعدية لكل لفة حلزونية. وهذا يساوي 10.4 زوج قاعدي للحمض النووي من النوع B المُرخى . أي انحراف عن Lk₀ يُسبب التفافًا فائقًا في الحمض النووي. يُؤدي انخفاض عدد الروابط (Lk<Lk₀ ) إلى التفاف فائق سالب، بينما يُؤدي ارتفاع عدد الروابط (Lk>Lk₀ ) إلى التفاف فائق موجب. [ 97 ] [ 95 ]

تؤدي حالة الالتفاف الفائق (عندما لا تساوي Lk قيمة Lk₀ ) إلى تحول في بنية الحمض النووي، والذي قد يتجلى في تغير عدد الالتواءات (سالب < 10.4 زوج قاعدي/لفة، موجب > 10.4 زوج قاعدي/لفة) و/أو في تكوين التواءات تُسمى الالتفافات الفائقة. وبالتالي، يُعرَّف Lk رياضيًا على أنه مجموع يعتمد على الإشارة للمعاملين الهندسيين، الالتواء والالتفاف. ويُعد قياس كثافة الالتفاف الفائق (σ) مقياسًا كميًا للالتفاف الفائق، وهو مستقل عن حجم جزيئات الحمض النووي، حيث σ = ∆Lk/ Lk₀ . [ 96 ]

تتخذ الالتفافات بنيتين: الالتفاف الحلزوني والالتفاف اللولبي أو الحلقي. ينشأ الالتفاف الحلزوني من تداخل محور اللولب. أما الالتفافات الحلقية الفائقة فتنشأ عندما يشكل الحمض النووي عدة لوالب حول محور دون أن تتقاطع، كما هو الحال في سلك الهاتف. [ 95 ] تكون الالتفافات في الالتفاف الحلزوني يمينية ويسارية في الحمض النووي ذي الالتفاف الفائق الموجب والسالب على التوالي. وتكون اتجاهية الالتفافات الحلقية الفائقة معاكسة لاتجاهية الالتفافات الحلزونية. يمكن أن يكون كل من الالتفاف الحلزوني والالتفافات الحلقية الفائقة في حالة حرة أو مقيدة بالبروتينات. وأفضل مثال على الالتفاف الحلقي الفائق المقيد في علم الأحياء هو النيوكليوسوم حقيقي النواة ، حيث يلتف الحمض النووي حول الهستونات . [ 22 ]

اللفائف الفائقة البليكتونية في الإشريكية القولونية

الوحدات الأساسية لتنظيم الجينوم في البكتيريا وحقيقيات النوى : يُمثَّل الحمض النووي الجينومي، بخط رمادي، بلفٍّ فائق سالب في كلٍّ من البكتيريا وحقيقيات النوى. مع ذلك، يتخذ الحمض النووي ذو اللفّ الفائق السالب شكلًا مُلتفًّا في البكتيريا، بينما يتخذ شكلًا حلقيًّا في حقيقيات النوى. تُقيِّد البروتينات المرتبطة بالنوكليوتيدات (NAPs)، المُمثَّلة بكرات ملونة، نصف اللفّات الفائقة المُلتفة، بينما تُحفَّز جميع اللفّات الفائقة الحلقية تقريبًا وتُقيَّد بواسطة النيوكليوسومات (باللون البرتقالي)، المُشكَّلة من التفاف الحمض النووي حول الهستونات.

في معظم البكتيريا، يوجد الحمض النووي (DNA) في شكل حلزوني فائق. أما كروموسوم الإشريكية القولونية، بطبيعته الدائرية ، فيُعدّ جزيئًا مقيدًا طوبولوجيًا، وغالبًا ما يكون حلزونيًا فائقًا سالبًا، بمتوسط ​​كثافة حلزونية فائقة (σ) يُقدّر بـ -0.05. [ 98 ] في الكروماتين حقيقيات النوى ، يوجد الحمض النووي بشكل رئيسي في الشكل الحلقي، الذي تُقيّده وتُحدّده الهستونات من خلال تكوين النيوكليوسومات. في المقابل، في النواة الإشريكية القولونية ، يُنظّم حوالي نصف الحمض النووي الكروموسومي في شكل حلزونات فائقة حرة ومتشابكة. [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ] أما الحمض النووي المتبقي، فيُقيّد إما في الشكل المتشابك أو في أشكال بديلة، بما في ذلك الشكل الحلقي، عن طريق التفاعل مع بروتينات مثل NAPs. وبالتالي، تمثل اللفائف الفائقة البليكتونيمية التفافًا فائقًا فعالًا لجينوم الإشريكية القولونية ، وهو المسؤول عن تكثيفه وتنظيمه. ويساهم كل من الالتفاف الفائق البليكتونيمي والحلقي في تكثيف الحمض النووي. يوفر تفرع البنى البليكتونيمية تكثيفًا أقل للحمض النووي مقارنةً بالبنية الحلقية. جزيء الحمض النووي ذو الحجم نفسه وكثافة الالتفاف الفائق المتساوية يكون أكثر تماسكًا في الشكل الحلقي منه في الشكل البليكتونيمي. بالإضافة إلى تكثيف الحمض النووي، يساعد الالتفاف الفائق في تنظيمه، إذ يعزز فك تشابكه عن طريق تقليل احتمالية التتابع. [ 102 ] كما يساعد الالتفاف الفائق على تقريب موقعين متباعدين من الحمض النووي، مما يعزز التفاعل الوظيفي المحتمل بين أجزاء مختلفة من الحمض النووي. [ 96 ]

مصادر الالتفاف الفائق في بكتيريا الإشريكية القولونية

تساهم ثلاثة عوامل في توليد والحفاظ على الالتفاف الفائق للحمض النووي الكروموسومي في بكتيريا الإشريكية القولونية : (1) أنشطة إنزيمات التوبويزوميراز ، (2) عملية النسخ ، و(3) البروتينات المرتبطة بالحمض النووي. [ 100 ]

توبويزوميراز

تُعدّ إنزيمات التوبويزوميراز فئةً خاصةً من إنزيمات استقلاب الحمض النووي (DNA) التي تُنشئ أو تُزيل الالتفاف الفائق عن طريق كسر ثم إعادة ربط خيوط الحمض النووي. [ 103 ] تمتلك بكتيريا الإشريكية القولونية أربعة إنزيمات توبويزوميراز. يُنشئ إنزيم DNA gyrase التفافًا فائقًا سالبًا في وجود الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، ويُزيل الالتفاف الفائق الموجب في غيابه. [ 104 ] في جميع أشكال الحياة، يُعدّ DNA gyrase إنزيم التوبويزوميراز الوحيد القادر على إنشاء التفاف فائق سالب، وبفضل هذه القدرة الفريدة، تحتوي الجينومات البكتيرية على التفافات فائقة سالبة حرة؛ إذ يوجد DNA gyrase في جميع أنواع البكتيريا ولكنه غائب عن حقيقيات النوى العليا. في المقابل، يُعاكس إنزيم Topo I عمل DNA gyrase عن طريق إرخاء الحمض النووي ذي الالتفاف الفائق السالب. [ 105 ] [ 106 ] تشير الأدلة الجينية إلى أن التوازن بين النشاطين المتضادين لإنزيم DNA gyrase وإنزيم Topo I مسؤول عن الحفاظ على مستوى ثابت من الالتفاف الفائق السالب المتوسط ​​في بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 105 ] [ 107 ] كلا الإنزيمين ضروريان لبقاء الإشريكية القولونية . سلالة معدومة من جين topA ، وهو الجين الذي يرمز لإنزيم Topo I، لا تنجو إلا بسبب وجود طفرات كابتة في الجينات التي ترمز لإنزيم DNA gyrase. [ 105 ] [ 107 ] تؤدي هذه الطفرات إلى انخفاض نشاط إنزيم gyrase، مما يشير إلى أن زيادة الالتفاف الفائق السالب الناتج عن غياب إنزيم Topo I يتم تعويضه بانخفاض نشاط الالتفاف الفائق السالب لإنزيم DNA gyrase. إنزيم Topo III غير ضروري في الإشريكية القولونية ، وليس له دور معروف في الالتفاف الفائق فيها . [ 108 ] تتمثل الوظيفة الأساسية لإنزيم Topo IV في فصل الكروموسومات الشقيقة. ومع ذلك، فقد ثبت أيضًا أنه يساهم في مستوى الحالة المستقرة للالتفاف الفائق السلبي عن طريق تخفيف الالتفاف الفائق السلبي جنبًا إلى جنب مع Topo I. [ 109 ] [ 110 ]

إنزيمات توبويزوميراز الحمض النووي لبكتيريا الإشريكية القولونية
توبويزوميرازيكتبوظيفةانقسام أحادي أو مزدوج السلسلة
توبويزوميراز الأولIAيزيل الالتفاف الفائق السالبSS
توبويزوميراز IIIIAيزيل الالتفاف الفائق السالبSS
توبويزوميراز الرابعIIAيزيل الالتفاف الفائق السالبدي إس
إنزيم DNA جيريزIIAيُنشئ التفافًا فائقًا سالبًا ويزيل التفافًا فائقًا موجبًا.دي إس
النسخ

اقترح ليو ووانغ نموذجًا لمجال الالتفاف الفائق المزدوج، حيث جادلا بأن فك اللولب المزدوج للحمض النووي أثناء النسخ يحفز الالتفاف الفائق فيه، كما هو موضح في المرجع [ 111 ] . ووفقًا لهذا النموذج، فإن انزلاق بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNAP) على طول الحمض النووي يجبره على الدوران حول محوره الحلزوني. وقد ينشأ عائق أمام الدوران الحر للحمض النووي نتيجةً لقيد طوبولوجي، مما يؤدي إلى زيادة التفاف الحمض النووي أمام RNAP (الالتفاف الفائق الموجب) ونقص التفاف الحمض النووي خلفه (الالتفاف الفائق السالب). وقد وُجد أن القيد الطوبولوجي غير ضروري لأن RNAP يُولّد عزم دوران كافيًا يُسبب الالتفاف الفائق حتى في قالب الحمض النووي الخطي. [ 112 ] إذا كان الحمض النووي ملتفًا فائقًا سالبًا بالفعل، فإن هذا الإجراء يُرخي الالتفافات الفائقة السالبة الموجودة قبل أن يتسبب في تراكم الالتفافات الفائقة الموجبة أمام RNAP، ويُدخل المزيد من الالتفافات الفائقة السالبة خلفه. من حيث المبدأ، يجب أن يقوم كل من إنزيم DNA gyrase وإنزيم Topo I بإزالة الالتفافات الفائقة الموجبة والسالبة الزائدة على التوالي، ولكن إذا تجاوز معدل استطالة RNAP معدل دوران الإنزيمين، فإن عملية النسخ تساهم في مستوى الالتفاف الفائق في الحالة المستقرة. [ 112 ]

نموذج نطاق الالتفاف الفائق المزدوج للالتفاف الفائق الناتج عن النسخ . أ. مثال على الحمض النووي المقيد طوبولوجيًا. يمثل الشريط الرمادي قيدًا طوبولوجيًا، مثل بروتين أو مرساة غشائية. ب. يؤدي تهيئة بوليميراز الحمض النووي الريبي لبدء النسخ إلى فتح اللولب المزدوج للحمض النووي. ج. لا يستطيع مركب بوليميراز الحمض النووي الريبي المتطاول الدوران حول المحور الحلزوني للحمض النووي. لذلك، يؤدي إزالة اللفات الحلزونية بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي إلى التفاف زائد للحمض النووي المقيد طوبولوجيًا في الأمام، ولف ناقص للحمض النووي في الخلف، مما يُنتج حمضًا نوويًا ملتفًا فائقًا موجبًا وسالبًا، على التوالي. يمكن أن يتجلى الالتفاف الفائق إما كتغير في عدد اللفات كما هو موضح في الشكل ج، أو على شكل التواء حلزوني كما هو موضح في الشكل د.
التحكم في الالتفاف الفائق بواسطة NAPs

في الكروماتين حقيقيات النوى، نادرًا ما يوجد الحمض النووي في شكله الحلزوني الفائق الحر، لأن النيوكليوسومات تحد من جميع حالات الالتفاف الفائق السالب تقريبًا من خلال ارتباط الحمض النووي بإحكام بالهيستونات. وبالمثل، في بكتيريا الإشريكية القولونية ، تحد معقدات البروتين النووي المتكونة من البروتينات المرتبطة بالنيوكليوسومات من نصف كثافة الالتفاف الفائق للنواة. [ 98 ] [ 101 ] بعبارة أخرى، إذا انفصل بروتين مرتبط بالنيوكليوسومات عن معقد البروتين النووي ، فإن الحمض النووي سيتخذ الشكل الحلزوني الحر. وقد ثبت تجريبيًا أن ارتباط بروتينات HU وFis وH-NS بالحمض النووي يكبح الالتفاف الفائق السالب في الحمض النووي المرتخي ولكنه مقيد طوبولوجيًا. [ 113 ] [ 114 ] [ 115 ] [ 116 ] [ 117 ] ويمكنها القيام بذلك إما عن طريق تغيير درجة اللف الحلزوني للحمض النووي أو عن طريق توليد التواءات حلقية من خلال انحناء الحمض النووي والتفافه. بدلاً من ذلك، يمكن لبروتينات NAPs أن ترتبط بشكل تفضيلي بأشكال أخرى من الحمض النووي الملتف بشكل غير كامل، مثل البنى الصليبية والتشابكات المتفرعة، وأن تعمل على تثبيتها. وقد أشارت التقارير إلى أن بروتين Fis ينظم التشابكات المتفرعة من خلال ارتباطه بمناطق التقاطع، بينما يرتبط بروتين HU بشكل تفضيلي بالبنى الصليبية. [ 117 ]

تنظم البروتينات المرتبطة بالحمض النووي (NAPs) أيضًا التفاف الحمض النووي الفائق بشكل غير مباشر. يمكن لبروتين Fis تعديل التفاف الحمض النووي الفائق عن طريق تثبيط نسخ الجينات المشفرة لإنزيم DNA gyrase. [ 118 ] هناك أدلة جينية تشير إلى أن HU يتحكم في مستويات التفاف الحمض النووي الفائق عن طريق تحفيز إنزيم DNA gyrase وتقليل نشاط إنزيم Topo I. [ 119 ] [ 120 ] ودعمًا للدراسات الجينية، تبين أن HU يحفز عملية فك تشابك الحمض النووي المحفزة بواسطة إنزيم DNA gyrase في المختبر . [ 121 ] لا يزال من غير الواضح كيف ينظم HU نشاط إنزيمي gyrase وTopo I. قد يتفاعل HU فيزيائيًا مع إنزيمي DNA gyrase وTopo I، أو قد تسهل أو تثبط أنشطة تنظيم الحمض النووي لـ HU، مثل انحناء الحمض النووي، عمل إنزيمي DNA gyrase وTopo I على التوالي. [ 119 ] [ 121 ]

تتنظم اللفائف الفائقة البلكتونية في نطاقات طوبولوجية متعددة

من أبرز سمات النواة أن اللفائف الفائقة المتشابكة تُنظَّم في نطاقات طوبولوجية متعددة. [ 122 ] بعبارة أخرى، يؤدي قطع واحد في نطاق واحد إلى إرخاء ذلك النطاق فقط دون غيره. يتشكل النطاق الطوبولوجي نتيجة حاجز انتشار اللفائف الفائقة. وقد أفادت دراسات مستقلة، باستخدام مناهج مختلفة، أن النطاقات الطوبولوجية تتفاوت في الحجم، حيث تتراوح بين 10 و400 كيلوبايت. [ 100 ] [ 122 ] [ 123 ] ويبدو أن التوزيع العشوائي للحواجز، الذي يُلاحظ عادةً في هذه الدراسات، يُفسر هذا التباين الكبير في حجم النطاقات. [ 122 ]

على الرغم من أن هوية الحواجز النطاقية لم تُحدد بعد، إلا أن الآليات المحتملة المسؤولة عن تكوينها تشمل ما يلي: (أ) قد يتشكل حاجز نطاقي عندما يرتبط بروتين قادر على كبح الالتفافات الفائقة بموقعين مختلفين على الكروموسوم في آنٍ واحد، مُشكلاً حلقة أو نطاقًا معزولًا طوبولوجيًا من الحمض النووي. وقد ثبت تجريبيًا أن تكوين الحلقات بوساطة البروتين في الحمض النووي فائق الالتفاف يُمكن أن يُنشئ نطاقًا طوبولوجيًا. [ 124 ] [ 125 ] وتُعد بروتينات NAPs، مثل H-NS وFis، مرشحة محتملة، استنادًا إلى قدراتها على تكوين حلقات الحمض النووي وتوزيع مواقع ارتباطها. (ب) تظهر عناصر الفسيفساء البكتيرية المتناثرة (BIMEs) أيضًا كمرشحة محتملة للحواجز النطاقية. وتُعد BIMEs عبارة عن تسلسلات متكررة متناظرة توجد عادةً بين الجينات. وقد ثبت أن BIME يعيق انتشار الالتفاف الفائق في كاسيت طوبولوجي مُصمم صناعيًا مُدرج في كروموسوم الإشريكية القولونية . [ 126 ] يوجد ما يقارب 600 وحدة BIME موزعة عبر الجينوم، مما قد يقسم الكروموسوم إلى 600 نطاق طوبولوجي. [ 127 ] (ثالثًا) قد تنشأ الحواجز أيضًا من ارتباط الحمض النووي (DNA) بالغشاء الخلوي عبر بروتين يرتبط بكل من الحمض النووي والغشاء، أو من خلال النسخ الوليد وترجمة البروتينات المرتبطة بالغشاء. (رابعًا) يمكن لنشاط النسخ أن يُولّد حواجز الانتشار والالتفاف الفائق. وقد ثبت أن بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNAP) النشط في النسخ يمنع تبدد الالتفافات الفائقة، وبالتالي يُشكّل حاجزًا للانتشار والالتفاف الفائق. [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]

يُفصل الحمض النووي الصبغي داخل النواة إلى نطاقات طوبولوجية فائقة الالتفاف مستقلة. أ. رسم توضيحي لنطاق طوبولوجي واحد من الحمض النووي فائق الالتفاف. يكفي قطع واحد مزدوج السلسلة في أي مكان لتخفيف توتر الالتفاف الفائق للنطاق بأكمله. ب. رسم توضيحي لنطاقات طوبولوجية متعددة في جزيء الحمض النووي فائق الالتفاف. يؤدي وجود حواجز انتشار الالتفاف الفائق إلى فصل جزيء الحمض النووي فائق الالتفاف إلى نطاقات طوبولوجية متعددة. تُمثل حواجز انتشار الالتفاف الفائق الافتراضية بكرات خضراء. ونتيجة لذلك، فإن قطعًا واحدًا مزدوج السلسلة سيؤدي إلى تخفيف نطاق طوبولوجي واحد فقط دون غيره. تُنظم اللفائف الفائقة المتشابكة للحمض النووي داخل نواة الإشريكية القولونية في عدة نطاقات طوبولوجية، ولكن تم عرض أربعة نطاقات فقط بأعداد مختلفة من اللفائف الفائقة للتبسيط.

ديناميكيات النواة المعتمدة على مرحلة النمو

يُعيد النواة تنظيم نفسه في خلايا الطور الثابت، مما يُشير إلى أن بنية النواة ديناميكية للغاية، وتتحدد بالحالة الفيزيولوجية للخلايا. وقد كشفت مقارنة خرائط التلامس عالية الدقة للنواة أن التلامسات بعيدة المدى في النطاق الكلي Ter تزداد في الطور الثابت ، مقارنةً بطور النمو . [ 131 ] علاوة على ذلك، كانت حدود CID في الطور الثابت مختلفة عن تلك الموجودة في طور النمو. وأخيرًا، يخضع شكل النواة لتحول هائل خلال الطور الثابت المطول؛ [ 132 ] حيث تُظهر النواة هياكل حلقية منتظمة. [ 133 ]

قد تحدث تغيرات خاصة بمرحلة النمو في بنية النوكليود نتيجة لتغير مستويات البروتينات البنائية للحمض النووي المرتبطة بالنوكليود (NAPs ووحدات Muk الفرعية)، والالتفاف الفائق، ونشاط النسخ. يتغير وفرة NAPs ووحدات Muk الفرعية وفقًا لدورة نمو البكتيريا. يتواجد بروتين Fis وبروتين Dps، وهو بروتين بنائي آخر مرتبط بالحمض النووي ويحفزه الجوع، بشكل شبه حصري في مرحلة النمو ومرحلة الثبات على التوالي. ترتفع مستويات Fis عند دخول مرحلة النمو الأسي، ثم تنخفض بسرعة بينما لا تزال الخلايا في هذه المرحلة، لتصل إلى مستويات غير قابلة للكشف في مرحلة الثبات. [ 134 ] بينما تبدأ مستويات Fis بالانخفاض، تبدأ مستويات Dps بالارتفاع وتصل إلى أقصى حد لها في مرحلة الثبات. [ 26 ] يُعزى التحول الكبير في بنية النوكليود الملاحظ في مرحلة الثبات المطولة بشكل رئيسي إلى Dps. فهو يشكل تجمعات من الحمض النووي/ البلورات تعمل على حماية النوكليود من عوامل تلف الحمض النووي الموجودة أثناء الجوع. [ 133 ]

تتواجد بروتينات HU وIHF وH-NS في كلٍ من طور النمو وطور الثبات. [ 26 ] ومع ذلك، يتغير وفرتها بشكل ملحوظ، حيث تُعدّ HU وFis أكثر بروتينات NAP وفرةً في طور النمو، بينما تُصبح IHF وDps أكثر بروتينات NAP وفرةً في طور الثبات. [ 26 ] يُعدّ HUαα الشكل السائد في بداية الطور الأسي، بينما يسود الشكل غير المتجانس في طور الثبات، مع وجود كميات ضئيلة من المتجانسات. [ 135 ] لهذا التحول تبعات وظيفية فيما يتعلق ببنية النيوكليوتيد، لأن الشكلين يبدو أنهما يُنظّمان ويُكثّفان الحمض النووي DNA بشكل مختلف؛ إذ يُشكّل كلٌ من المتجانسات والمتغايرات خيوطًا، ولكن المتجانسات فقط هي القادرة على جمع أجزاء متعددة من الحمض النووي DNA معًا لتشكيل شبكة DNA. [ 50 ] يزداد عدد نسخ MukB بمقدار الضعف في طور الثبات. [ 136 ] [ 137 ] قد يؤثر ازدياد عدد جزيئات MukB على قدرة معقد MukBEF على معالجة حلقات الحمض النووي، مما يؤدي إلى زيادة حجم الحلقات أو عددها. [ 136 ] [ 137 ]

يمكن أن يعمل الالتفاف الفائق بالتنسيق مع البروتينات البنائية للحمض النووي لإعادة تنظيم النواة. ينخفض ​​مستوى الالتفاف الفائق الإجمالي في الطور الثابت، ويُظهر نمطًا مختلفًا على المستوى الإقليمي. [ 138 ] يمكن أن تُغير التغيرات في الالتفاف الفائق التنظيم الطوبولوجي للنواة. علاوة على ذلك، نظرًا لأن المنطقة الكروموسومية ذات النشاط النسخي العالي تُشكل حدودًا بين مناطق الالتفاف الفائق، فإن التغيرات في النشاط النسخي خلال مراحل النمو المختلفة قد تُغير تكوين هذه الحدود، وبالتالي التنظيم المكاني للنواة. من المحتمل أن تكون التغيرات في حدود مناطق الالتفاف الفائق الملاحظة في الطور الثابت ناتجة عن التعبير العالي لمجموعة مختلفة من الجينات في الطور الثابت مقارنةً بمرحلة النمو. [ 131 ]

بنية النواة والتعبير الجيني

البروتينات المرتبطة بالحمض النووي والتعبير الجيني

يبدو أن بنية كروموسوم الإشريكية القولونية والتعبير الجيني يؤثران على بعضهما البعض بشكل متبادل. فمن جهة، يشير ارتباط حدود منطقة التفكك الكروموسومي (CID) بنشاط النسخ العالي إلى أن تنظيم الكروموسوم مدفوع بعملية النسخ. ومن جهة أخرى، قد ترتبط البنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي داخل النواة على جميع المستويات بالتعبير الجيني. أولًا، ثبت أن إعادة تنظيم البنية ثلاثية الأبعاد للنواة في الإشريكية القولونية يمكن أن تُعدّل نمط النسخ الخلوي ديناميكيًا. [ 139 ] أدى طفرة في بروتين HUa إلى تكثف النواة بشكل كبير نتيجة زيادة الالتفاف الفائق الموجب للحمض النووي الكروموسومي. ونتيجة لذلك، تم تثبيط العديد من الجينات، بينما تم التعبير عن العديد من الجينات الخاملة. إضافة إلى ذلك، هناك العديد من الحالات المحددة التي تُغير فيها التغيرات البنيوية الموضعية التي تتوسطها البروتينات عملية نسخ الجينات. على سبيل المثال، يؤدي تكوين خيوط بروتينية نووية صلبة بواسطة H-NS إلى منع وصول بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNAP) إلى المحفز، وبالتالي منع نسخ الجينات. [ 140 ] يعمل بروتين H-NS، من خلال إسكات الجينات، كمثبط عام يمنع بشكل تفضيلي نسخ الجينات المنقولة أفقيًا. [ 55 ] [ 32 ] في مثال آخر، يُسهّل الارتباط النوعي لبروتين HU مع أوبيرون gal تكوين حلقة DNA تُبقي أوبيرون gal مثبطًا في غياب المُحفّز. [ 141 ] تُنشّط حلقة DNA الدقيقة المتميزة طوبولوجيًا، والناتجة عن الانحناء المتماسك لـ DNA بواسطة بروتين Fis عند مُحفّزات RNA المستقرة، عملية النسخ. [ 82 ] يتحكم انحناء DNA بواسطة بروتين IHF بشكل تفاضلي في النسخ من مُحفّزيْن متتالييْن لأوبيرون ilvGMEDA في بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 142 ] [ 143 ] لا تُنظّم التغييرات الطوبولوجية النوعية التي تُحدثها بروتينات NAPs نسخ الجينات فحسب، بل تُشارك أيضًا في عمليات أخرى مثل بدء تضاعف DNA، وإعادة التركيب، والانتقال. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] على عكس تنظيم الجينات المحدد، لا يزال يتعين دراسة كيفية تأثير بنية الكروموسوم ذات الترتيب الأعلى وديناميكيتها على التعبير الجيني بشكل عام على المستوى الجزيئي. [ 144 ]

التفاف الحمض النووي الفائق والتعبير الجيني

توجد علاقة تبادلية ثنائية الاتجاه بين التفاف الحمض النووي الفائق ونسخ الجينات. [ 144 ] يمكن أن يحفز الالتفاف الفائق السلبي لمنطقة المحفز عملية النسخ عن طريق تسهيل انحلال المحفز وزيادة ألفة ارتباط البروتين المنظم بالحمض النووي. ويبدو أن الانفجارات العشوائية للنسخ سمة عامة للجينات عالية التعبير، وتساهم مستويات الالتفاف الفائق لقالب الحمض النووي في هذه الانفجارات. [ 145 ] ووفقًا لنموذج نطاق الالتفاف الفائق المزدوج، يمكن أن يؤثر نسخ جين ما على نسخ جينات أخرى مجاورة من خلال سلسلة من الالتفافات الفائقة. ومن الأمثلة على ذلك تنشيط محفز leu-500 . [ 144 ] لا يقتصر دور الالتفاف الفائق على إحداث تغييرات خاصة بالجينات فحسب، بل يمتد ليشمل إحداث تغييرات واسعة النطاق في التعبير الجيني. وقد يسمح التنظيم الطوبولوجي للنواة بالتعبير المستقل عن الجينات الحساسة للالتفاف الفائق في نطاقات طوبولوجية مختلفة. أظهرت خريطة على مستوى الجينوم للالتفاف الفائق غير المقيد أن المناطق الجينومية لها كثافات التفاف فائق مختلفة في حالة الاستقرار، مما يشير إلى أن مستوى الالتفاف الفائق يختلف في المجالات الطوبولوجية الفردية. [ 138 ] ونتيجة لذلك، يمكن أن يؤدي التغير في الالتفاف الفائق إلى تعبير جيني خاص بالمجال، اعتمادًا على مستوى الالتفاف الفائق في كل مجال. [ 138 ]

يمكن أن يتوسط تأثير الالتفاف الفائق على التعبير الجيني بواسطة البروتينات المرتبطة بالحمض النووي (NAPs) التي تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على الالتفاف الفائق. ويبدو أن تأثير بروتين HU على التعبير الجيني ينطوي على تغيير في الالتفاف الفائق، وربما تنظيمًا أكثر دقة للحمض النووي. ويشير الارتباط الإيجابي بين ارتباط إنزيم DNA gyrase وزيادة التعبير الجيني الناتج عن غياب بروتين HU إلى أن التغيرات في الالتفاف الفائق هي المسؤولة عن التعبير التفاضلي. كما وُجد أن بروتين HU مسؤول عن تأثير موضعي على التعبير الجيني من خلال عزل وحدات النسخ عن طريق تقييد الالتفاف الفائق الناتج عن النسخ. [ 146 ] أدت الطفرات النقطية في جين HUa إلى تغيير جذري في نمط التعبير الجيني لبكتيريا الإشريكية القولونية، مما أدى إلى تغيير شكلها ووظائفها الحيوية واستقلابها . ونتيجة لذلك، أصبح السلالة الطافرة أكثر قدرة على غزو خلايا الثدييات. [ 139 ] [ 147 ] وقد تزامن هذا التأثير الكبير مع انضغاط النواة وزيادة الالتفاف الفائق الموجب. [ 50 ] [ 148 ] كان البروتين الطافر ثماني الوحدات، على عكس البروتين ثنائي الوحدات من النوع البري. يلتف هذا البروتين حول الحمض النووي على سطحه بطريقة حلزونية يمينية، مما يقيد الالتفافات الفائقة الموجبة على عكس بروتين HU من النوع البري. [ 148 ] تُظهر هذه الدراسات أن استبدال الأحماض الأمينية في بروتين HU يمكن أن يكون له تأثير كبير على بنية النوكليوتيد، مما يؤدي بدوره إلى تغييرات ظاهرية ملحوظة. [ 148 ]

بما أن بروتينَي MukB وHU قد برزا كعنصرين أساسيين في تفاعلات الحمض النووي بعيدة المدى، فسيكون من المفيد مقارنة تأثير كلٍّ منهما على التعبير الجيني العام. [ 149 ] على الرغم من أن HU يبدو أنه يتحكم في التعبير الجيني عن طريق تعديل كثافة الالتفاف الفائق، إلا أن الآلية الجزيئية الدقيقة لا تزال غير معروفة، كما أن تأثير MukB على التعبير الجيني لم يُحلَّل بعد. [ 149 ] [ 150 ]

التنظيم المكاني

يُنظَّم النواة مكانيًا في نطاقات تفاعلات الكروموسومات (CIDs) ونطاقات ماكرودومين A. تستكشف طرق التقاط بنية الكروموسوم (3C) تنظيم الجينوم ثلاثي الأبعاد من خلال قياس التفاعلات الفيزيائية بين المواقع الجينومية المتقاربة في الفضاء ثلاثي الأبعاد، والتي قد تكون متباعدة في الجينوم الخطي. يُربط الجينوم بروابط متقاطعة باستخدام الفورمالديهايد للحفاظ على الاتصالات الفيزيائية بين المواقع الجينومية. بعد ذلك، يُهضم الجينوم باستخدام إنزيم تقييد. في الخطوة التالية، يُجرى ربط الحمض النووي في ظل تركيزات مخففة من الحمض النووي لتفضيل الربط داخل الجزيء (بين الأجزاء المترابطة التي تتقارب فيزيائيًا بفعل تنظيم الجينوم ثلاثي الأبعاد). يعكس تكرار أحداث الربط بين مواقع الحمض النووي المتباعدة تفاعلًا فيزيائيًا. في طريقة 3C، تُكتشف نقاط الربط بواسطة تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل شبه الكمي، حيث تُعد كفاءة التضخيم تقديرًا تقريبيًا للتلامس الفيزيائي بين المناطق الجينومية ذات الأهمية وتكراره. تستكشف طريقة 3C التفاعل الفيزيائي بين منطقتين محددتين مسبقًا، بينما يكشف إصدارها Hi-C عن التفاعلات الفيزيائية بين جميع أزواج المناطق الجينومية الممكنة في آنٍ واحد. في طريقة Hi-C، تُملأ النهايات المهضومة بمحول بيوتين قبل الربط. تُقطع الشظايا المربوطة ثم تُثرى بواسطة سحب البيوتين. بعد ذلك، تُكتشف نقاط الربط وتُحدد كميًا بواسطة طرق التسلسل من الجيل التالي ثنائية النهايات. تُعرض بيانات Hi-C عادةً على شكل مصفوفة ثنائية الأبعاد، حيث يمثل المحوران السيني والصادي الإحداثيات الجينومية. يُقسم الجينوم عادةً إلى أجزاء ذات حجم ثابت، مثل 5 كيلوبايت. يُحدد حجم الأجزاء دقة التلامس. يمثل كل عنصر في المصفوفة، m<sub> ij</sub> ، عدد قراءات التسلسل الكيميرية المُرتبطة بالمواقع الجينومية في المجموعتين i و j. ويُشير التحديد الكمي للقراءات (المُمثل بخريطة حرارية) إلى التردد النسبي للتلامس بين المواقع الجينومية في المجموعتين i و j. ومن السمات البارزة للخريطة الحرارية وجود خط قطري يظهر نتيجةً للتفاعل الفيزيائي الأكثر تكرارًا بين المواقع القريبة جدًا من بعضها في الجينوم الخطي. وتمثل الكثافة الأبعد عن الخط القطري التردد النسبي للتفاعل الفيزيائي بين المواقع البعيدة عن بعضها في الجينوم الخطي. وتمثل المثلثات ذات الكثافة العالية على طول الخط القطري نطاقات التفاعل الكروموسومي (CIDs) ذاتية التفاعل للغاية، والتي تفصلها منطقة حدودية تتكون من عدد أقل من التفاعلات. ج. في العديد من أنواع البكتيريا، بما في ذلك الإشريكية القولونيةيبدو أن النطاقات الطوبولوجية فائقة الالتفاف تتنظم على شكل نطاقات تفاعلية (CIDs). يعزز الالتفاف الفائق البلكتوني مستوى عالٍ من التفاعل بين المواقع الجينومية داخل النطاق التفاعلي، وتعمل المنطقة الخالية من البلكتوني (PFR)، الناتجة عن نشاط النسخ العالي، كحدود للنطاق التفاعلي. تعمل البروتينات المرتبطة بالنوكليوتيد، والممثلة بدوائر مغلقة، على تثبيت التفاعلات التي يتوسطها الالتفاف الفائق. يمنع بوليميراز الحمض النووي الريبي النشط في النسخ (الممثل بكرة خضراء) في المنطقة الخالية من البلكتوني تبدد الالتفاف الفائق بين النطاقين، وبالتالي يعمل كحاجز لانتشار الالتفاف الفائق. يتراوح حجم النطاقات التفاعلية بين 30 و400 كيلوبايت. تندمج عدة مثلثات (نطاقات تفاعلية) لتشكيل مثلث أكبر يمثل نطاقًا كبيرًا. بعبارة أخرى، تتفاعل النطاقات التفاعلية للنطاق الكبير مع بعضها البعض بشكل فيزيائي أكثر من تفاعلها مع النطاقات التفاعلية لنطاق كبير مجاور أو مع المواقع الجينومية خارج ذلك النطاق الكبير. قد يضم نطاق كبير عدة معرّفات CID. ولتبسيط الأمر، تم عرض نطاق كبير يضم معرّفين CID فقط.

مجالات التفاعل الكروموسومي

في السنوات الأخيرة، أتاح ظهور طريقة جزيئية تُسمى التقاط بنية الكروموسوم (3C) دراسة التنظيم المكاني عالي الدقة للكروموسومات في كل من البكتيريا وحقيقيات النوى. [ 151 ] تحدد تقنية 3C، ونسختها المقترنة بالتسلسل العميق (Hi-C) [ 152 ] ، التقارب الفيزيائي، إن وُجد، بين أي موقعين جينوميين في الفضاء ثلاثي الأبعاد. وقد كشفت خريطة تلامس عالية الدقة للكروموسومات البكتيرية، بما في ذلك كروموسوم الإشريكية القولونية، أن الكروموسوم البكتيري مُقسّم إلى العديد من المناطق شديدة التفاعل الذاتي، والتي تُسمى نطاقات التفاعل الكروموسومي (CIDs). [ 131 ] [ 153 ] [ 154 ] تُعادل مناطق التداخل الخلوي (CIDs) نطاقات الارتباط الطوبولوجي (TADs) الملاحظة في العديد من كروموسومات حقيقيات النوى، [ 155 ] مما يشير إلى أن تكوين مناطق التداخل الخلوي ظاهرة عامة في تنظيم الجينوم. تُحدد سمتان مناطق التداخل الخلوي أو نطاقات الارتباط الطوبولوجي. أولاً، تتفاعل المناطق الجينومية في منطقة التداخل الخلوي مع بعضها البعض بشكل فيزيائي أكثر من تفاعلها مع المناطق الجينومية خارج تلك المنطقة أو مع تلك الموجودة في منطقة تداخل خلوي مجاورة. ثانياً، وجود حد فاصل بين مناطق التداخل الخلوي يمنع التفاعلات الفيزيائية بين المناطق الجينومية في منطقتين متجاورتين. [ 131 ]

وُجد أن كروموسوم الإشريكية القولونية يتكون من 31 منطقة تداخل كروموسومي (CIDs) في طور النمو. ويتراوح حجم هذه المناطق بين 40 و300 كيلوبايت تقريبًا. ويبدو أن حاجز الانتشار والالتفاف الفائق، المسؤول عن فصل حلقات الحمض النووي المتشابكة إلى نطاقات طوبولوجية، يعمل كحدود لمنطقة التداخل الكروموسومي في الإشريكية القولونية والعديد من البكتيريا الأخرى. بعبارة أخرى، يُحدد وجود حاجز الانتشار والالتفاف الفائق تكوين مناطق التداخل الكروموسومي. وتتفق نتائج تحليل كروموسومات الإشريكية القولونية ، والكولوباكتر كريسينتوس ، والعصوية الرقيقة بتقنية Hi-C على نموذج مفاده أن مناطق التداخل الكروموسومي تتشكل لأن التشابك الحلقي، بالإضافة إلى أنشطة تنظيم الحمض النووي بواسطة البروتينات المرتبطة بالحمض النووي (NAPs)، يعزز التفاعلات الفيزيائية بين المواقع الجينومية، وأن حدود منطقة التداخل الكروموسومي تتكون من منطقة خالية من التشابك الحلقي (PFR) تمنع هذه التفاعلات. ينشأ حاجز الانتشار الفائق (PFR) نتيجةً لنشاط النسخ العالي، حيث يُقيّد فكّ اللولب الحلزوني للحمض النووي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNAP) النشط الالتفافات الفائقة. ونتيجةً لذلك، يُمنع تبديد هذه الالتفافات، مما يُنشئ حاجزًا للانتشار الفائق. وتأتي أدلة غير مباشرة على هذا النموذج من ملاحظة أن مناطق التداخل المشترك (CIDs) في الكروموسومات البكتيرية، بما في ذلك كروموسوم الإشريكية القولونية ، تُظهر جينات عالية النسخ عند حدودها، مما يُشير إلى دور النسخ في تكوين حدود منطقة التداخل المشترك. [ 131 ] [ 153 ] وجاءت أدلة أكثر مباشرة من اكتشاف أن وضع جين عالي النسخ في موضع لا توجد فيه حدود يُنشئ حدودًا جديدة لمنطقة التداخل المشترك في كروموسوم C. crescentus . [ 153 ] ومع ذلك، لم ترتبط جميع حدود منطقة التداخل المشترك بجينات عالية النسخ في كروموسوم الإشريكية القولونية ، مما يُشير إلى أن عوامل أخرى غير معروفة مسؤولة أيضًا عن تكوين حدود منطقة التداخل المشترك وحواجز الانتشار الفائق. [ 153 ]

المجالات الكلية

تتجمع حلقات الحمض النووي المتشابكة، المنظمة على شكل نطاقات طوبولوجية أو CIDs، لتشكل نطاقات كبيرة متباينة مكانيًا تُسمى النطاقات الكبيرة (MDs). في بكتيريا الإشريكية القولونية، حُددت النطاقات الكبيرة مبدئيًا على أنها أجزاء كبيرة من الجينوم تتمركز علامات الحمض النووي الخاصة بها معًا (مُتمركزة بشكل مشترك) في دراسات التهجين الموضعي الفلوري (FISH). [ 156 ] [ 157 ] تمركزت منطقة جينومية كبيرة (~1 ميجابايت) تغطي موقع oriC (أصل تضاعف الكروموسوم) بشكل مشترك، وسُميت النطاق الكبير Ori. وبالمثل، تمركزت منطقة جينومية كبيرة (~1 ميجابايت) تغطي منطقة نهاية التضاعف ( ter ) بشكل مشترك، وسُميت النطاق الكبير Ter. لاحقًا، حُددت النطاقات الكبيرة بناءً على مدى تكرار إعادة تركيب أزواج مواقع لامدا att المُدرجة في مواقع متباعدة مختلفة في الكروموسوم. في هذه الطريقة القائمة على إعادة التركيب، عُرِّفَت المنطقة الجزيئية (MD) بأنها منطقة جينومية واسعة يمكن لمواقع الحمض النووي فيها أن تُعاد تركيبها فيما بينها بشكل أساسي، ولكن ليس مع تلك الموجودة خارج تلك المنطقة. وقد أكدت هذه الطريقة وجود منطقتي Ori وTer الجزيئيتين اللتين تم تحديدهما في دراسات التهجين الفلوري في الموقع (FISH)، كما حددت منطقتين جزيئيتين إضافيتين. [ 17 ] [ 158 ]

تشكلت منطقتان إضافيتان من مناطق MD من منطقتين إضافيتين بطول 1 ميجابايت تقريبًا تحيطان بمنطقة Ter، ويُشار إليهما باليسار واليمين. شكلت هذه المناطق الأربع (Ori، Ter، اليسار، واليمين) معظم الجينوم، باستثناء منطقتين جينوميتين تحيطان بمنطقة Ori. كانت هاتان المنطقتان (NS-L وNS-R) أكثر مرونة وأقل تنظيمًا مقارنةً بمنطقة MD، حيث تتحد مواقع الحمض النووي فيهما مع مواقع الحمض النووي الموجودة في مناطق MD على كلا الجانبين. يبدو أن الموقع الجيني لمنطقة oriC هو الذي يحدد تكوين مناطق MD، لأن إعادة تموضع oriC عن طريق التلاعب الجيني يؤدي إلى إعادة تنظيم مناطق MD. على سبيل المثال، تتصرف المناطق الجينومية الأقرب إلى oriC دائمًا كمنطقة NS بغض النظر عن تسلسل الحمض النووي، بينما تتصرف المناطق الأبعد دائمًا كمناطق MD. [ 159 ]

أكدت تقنية Hi-C وجود تنظيم مكاني هرمي لمناطق CID على شكل نطاقات كبيرة. [ 131 ] بعبارة أخرى، تتفاعل مناطق CID ضمن نطاق كبير مع بعضها البعض بشكل متكرر أكثر من تفاعلها مع مناطق CID ضمن نطاق كبير مجاور أو مع المواقع الجينومية خارج ذلك النطاق. أظهرت بيانات Hi-C أن كروموسوم الإشريكية القولونية ينقسم إلى نطاقين متميزين. شكلت المنطقة المحيطة بـ ter نطاقًا معزولًا يتداخل مع نطاق Ter MD الذي تم تحديده سابقًا. حدثت تلامسات الحمض النووي في هذا النطاق فقط في مدى يصل إلى 280 كيلوبايت تقريبًا. شكل باقي الكروموسوم نطاقًا واحدًا أظهرت مواقعه الجينومية تلامسات في مدى يزيد عن 280 كيلوبايت. [ 131 ] في حين أن معظم التلامسات في هذا النطاق كانت محصورة في مسافة قصوى تبلغ 500 كيلوبايت تقريبًا، كانت هناك منطقتان غير مترابطتين شكلت مواقعهما الجينومية تلامسات على مسافات أكبر (تصل إلى 1 ميجابايت تقريبًا). تتوافق هذه المناطق غير المنظمة مع المناطق المرنة والأقل تنظيمًا (NS) التي تم تحديدها سابقًا. وقد قسمت حدود النطاق المعزول الذي يشمل منطقة ter والمنطقتين غير المنظمتين اللتين تم تحديدهما بواسطة طريقة Hi-C الكروموسوم بأكمله إلى ست مناطق تتوافق مع مناطق MD الأربع ومنطقتي NS المحددتين بواسطة فحوصات تعتمد على إعادة التركيب. [ 131 ]

البروتينات التي تحفز تكوين النطاقات الكبيرة

ماتب
التوزيع الجينومي لبروتيني MatP وMukB في بكتيريا الإشريكية القولونية: رسم تخطيطي دائري لجينوم الإشريكية القولونية يوضح التوزيع الجينومي لبروتيني MatP وMukB في هذه البكتيريا . تمثل الدائرة الداخلية جينوم الإشريكية القولونية . أما المناطق الجينومية التي تُنظم على شكل نطاقات مكانية (نطاقات كبيرة) في النواة، فتُشار إليها بأشرطة ملونة. تُظهر الدوائر الخارجية رسومًا بيانية لتوزيع بروتيني MatP وMukB في الجينوم، كما تم تحديده بواسطة تقنية الترسيب المناعي للكروماتين المقترن بتسلسل الحمض النووي (ChIP-seq). يبلغ حجم خانة الرسم البياني 300 زوج قاعدي. تم إعداد هذا الشكل باستخدام برنامج circos/0.69-6 وبيانات ChIP-seq المُعالجة من المرجع [ 160 ] .

أدى البحث عن البروتين (أو البروتينات) المسؤولة عن تكوين النطاق الكبير إلى تحديد بروتين النطاق الكبير الطرفي (MatP). يرتبط MatP بشكل شبه حصري بالنطاق الكبير الطرفي (Ter MD) من خلال التعرف على نمط مكون من 13 زوجًا قاعديًا يُسمى تسلسل النطاق الكبير الطرفي ( matS ) . [ 37 ] يوجد 23 موقعًا لـ matS في نطاق Ter، بمعدل موقع واحد كل 35 كيلوبايت. وتأتي أدلة إضافية على ارتباط MatP بنطاق Ter من التصوير الفلوري لـ MatP. فقد لوحظت بؤر منفصلة لـ MatP تتطابق مواقعها مع علامات الحمض النووي لنطاق Ter. [ 37 ] كما يؤكد الإثراء القوي لإشارة ChIP-Seq في النطاق الكبير الطرفي (Ter MD) الارتباط التفضيلي لـ MatP بهذا النطاق. [ 37 ]

يُكثّف بروتين MatP الحمض النووي في نطاق Ter، إذ أن غيابه يزيد المسافة بين علامتي الحمض النووي الفلوريتين الواقعتين على بُعد 100 كيلوبايت في هذا النطاق. علاوة على ذلك، يُعدّ MatP عنصرًا أساسيًا في عزل نطاق Ter عن بقية الكروموسوم. [ 131 ] فهو يُعزز تلامس الحمض النووي داخل نطاق Ter، ولكنه يمنع التلامس بين مواقع الحمض النووي في نطاق Ter وتلك الموجودة في المناطق المجاورة. كيف يُكثّف MatP الحمض النووي ويُعزز تلامسه؟ النتائج التجريبية مُتضاربة. يستطيع MatP تكوين حلقة من الحمض النووي بين موقعي matS في المختبر، ويعتمد نشاطه في تكوين هذه الحلقة على تكوين رباعي الوحدات من MatP. يحدث هذا التكوين عبر تفاعلات حلزونية بين جزيئين من MatP مرتبطين بالحمض النووي. [ 161 ] أحد النماذج الواضحة، استنادًا إلى نتائج المختبر، هو أن MatP يُعزز تلامس الحمض النووي في الكائن الحي عن طريق ربط مواقع matS . مع ذلك، ورغم أن MatP ربط مواقع متباعدة في دراسات Hi-C، إلا أنه لم يربط مواقع matS تحديدًا . علاوة على ذلك، أظهر طافر MatP غير القادر على تكوين رباعيات سلوكًا مشابهًا للنمط البري. تُعارض هذه النتائج نموذج الربط matS لتنظيم Ter، مما يجعل آلية عمل MatP غامضة. أحد الاحتمالات هو أن MatP ينتشر إلى أجزاء الحمض النووي المجاورة من موقع ارتباطه الأساسي matS، ويربط المواقع البعيدة عبر آلية لا تعتمد على تكوين الرباعيات. [ 161 ]

موكبيف
نماذج لتنظيم الحمض النووي بواسطة MatP وMukBEF: أ. نموذج ربط matS لتنظيم الحمض النووي في نطاق Ter الكبير بواسطة MatP. يتعرف MatP على تسلسل DNA مميز بطول 13 زوجًا قاعديًا يُسمى matS ، وهو موجود حصريًا في نطاق Ter الكبير. يوجد 23 موقعًا لـ matS ، يفصل بينها مسافة متوسطة قدرها 35 كيلوبايت. يرتبط MatP بموقع matS على شكل ثنائي، ويؤدي تكوين رباعي الوحدات من الثنائيات المرتبطة بالحمض النووي إلى ربط مواقع matS وتشكيل حلقات DNA كبيرة. ب. بنية معقد MukBEF في بكتيريا الإشريكية القولونية . يتكون المعقد من تفاعلات بروتين-بروتين بين MukB (أزرق)، وMukF (برتقالي داكن)، وMukE (برتقالي فاتح). يشكل بروتين MukB، الذي ينتمي إلى عائلة بروتينات صيانة بنية الكروموسومات (SMCs)، ثنائيًا (يُشار إلى المونومرات باللونين الأزرق الداكن والفاتح) يتكون من نطاق رأسي ATPase وبنية  حلزونية داخلية بطول 100 نانومتر مع منطقة مفصلية في المنتصف. وبسبب مرونة المنطقة المفصلية، يتخذ MukB شكل V المميز لعائلة SMC. كما يميل MukF إلى التواجد كثنائي نظرًا لقوة التثني بين المونومرات. [ 162 ] [ 163 ] يمكن للنطاق الطرفي الكربوكسيلي لـ MukF التفاعل مع النطاق الرأسي لـ MukB، بينما يمكن لنطاقه المركزي التفاعل مع MukE. يرتبط جزيئان من MukE وجزيء واحد من MukF معًا بشكل مستقل عن MukB لتكوين معقد ثلاثي (MukE 2 F). بما أن بروتين MukF يميل إلى التواجد في شكل ثنائي، فإن عملية التضاعف لبروتين MukF تُنتج مُركبًا سداسيًا مُطوّلًا (MukE 2 F) 2. [ 164 ] في غياب ATP، يرتبط مُركب (MukE 2 F) 2 بنطاقات رأس MukB عبر النطاق الطرفي الكربوكسيلي لبروتين MukF لتكوين مُركب MukBEF مُتماثل (كما هو موضح على اليسار). نسبة التكافؤ للمُركب المُتماثل هي B 2 (E 2 F) 2. يُجبر ارتباط ATP بين نطاقات رأس MukB على انفصال جزيء واحد من MukF وجزيئين من MukE. [ 137 ] [ 164 ] ونتيجةً لذلك، يتكون مُركب MukBEF غير مُتماثل بنسبة التكافؤ B 2 (E 2 F) 1 . بما أن MukF يشكل ثنائيات بسهولة، فإن عملية ازدواج MukF يمكن أن تربط جزيئين غير متماثلين مرتبطين بـ ATP، مما يؤدي إلى تكوين ثنائي من الثنائيات بنسبة قياس العناصر B 4 (E 2 F) 2 (كما هو موضح على اليمين). نسبة قياس العناصر في معقد MukBEFيُقدّر أن قيمة B 4 (E 2 F) 2 في الجسم الحي هي B 4 (E 2 F) 2 ، مما يشير إلى أن ثنائي الوحدات الثنائية هو الوحدة الوظيفية في الجسم الحي . [ 165 ] ج. نموذج لبثق الحلقات بواسطة ثنائي الوحدات الثنائية MukBEF. يرتبط ثنائي الوحدات الثنائية بالحمض النووي (المُمثل بخط رمادي) عبر نطاقات ارتباط الحمض النووي لـ MukB. وقد ثبت أن MukB يرتبط بالحمض النووي عبر منطقة المفصل والمنطقة العلوية من نطاق رأسه. [ 53 ] [ 166 ] ثم يؤدي انتقال المركب بعيدًا عن موقع التحميل إلى بثق حلقات الحمض النووي. تُبثق الحلقات بطريقة تشبه تسلق الصخور من خلال الفتح والإغلاق المنسقين لحلقة MukBEF عبر انفصال رأس MukB الذي يحدث نتيجة لتحلل ATP المنسق في الوحدتين الثنائيتين. [ 165 ] تمثل الدوائر الزرقاء الداكنة والفاتحة أحداث ارتباط ATP وتحلله على التوالي. لم يتم عرض MukE في المركب للتبسيط.

ينتمي بروتين MukB إلى عائلة من إنزيمات ATPase تُسمى بروتينات الصيانة الهيكلية للكروموسوم (SMCs)، والتي تُشارك في تنظيم الكروموسومات عالي المستوى في حقيقيات النوى. [ 150 ] يرتبط مونومران من MukB عبر تفاعل حلزوني متوازي مضاد مستمر، مُشكلين قضيبًا صلبًا بطول 100 نانومتر. توجد منطقة مفصلية مرنة في منتصف القضيب. [ 167 ] [ 168 ] نظرًا لمرونة المنطقة المفصلية، يتخذ MukB شكل V المميز لعائلة SMC. الوحدات الفرعية غير التابعة لـ SMC والمرتبطة بـ MukB هي MukE وMukF. يُغلق الارتباط شكل V، مما ينتج عنه هياكل حلقية كبيرة. يتم ترميز MukE وMukF مع MukB في نفس الأوبيرون في بكتيريا الإشريكية القولونية . [ 169 ] يؤدي حذف أي من الوحدات الفرعية إلى نفس النمط الظاهري، مما يُشير إلى أن مُركب MukBEF هو الوحدة الوظيفية في الكائن الحي . [ 165 ] تكمن أنشطة ربط الحمض النووي للمركب في الوحدة الفرعية MukB، بينما تعمل MukE وMukF على تعديل نشاط MukB. [ 169 ]

يُعد مُركّب MukBEF، إلى جانب Topo IV، ضروريًا لفك تشابك وإعادة تموضع مواقع بدء التضاعف (oriC ) المُتضاعفة حديثًا . [ 170 ] [ 171 ] [ 172 ] [ 173 ] [ 160 ] لا يقتصر دور MukBEF على تضاعف الحمض النووي، بل يُنظّم ويُكثّف الحمض النووي حتى في الخلايا غير المُتضاعفة. [ 136 ] تُظهر خريطة التكوين الكروموسومي عالية الدقة الحديثة لسلالة الإشريكية القولونية المُستنفدة من MukB أن MukB يُشارك في تكوين تفاعلات الحمض النووي على الكروموسوم بأكمله، باستثناء نطاق Ter. [ 131 ] كيف يُمنع MukB من العمل في نطاق Ter؟ يتفاعل MatP فيزيائيًا مع MukB، مما يمنع MukB من التمركز في نطاق Ter. [ 160 ] ويتضح ذلك من خلال ارتباط MatP وMukB بالحمض النووي في نطاق Ter. يزداد ارتباط بروتين MatP بالحمض النووي في نطاق Ter، بينما يقل ارتباط بروتين MukB بالحمض النووي مقارنةً ببقية الجينوم. علاوة على ذلك، في سلالة تفتقر أصلاً إلى بروتين MatP، يؤدي غياب بروتين MukB إلى انخفاض في نقاط اتصال الحمض النووي في جميع أنحاء الكروموسوم، بما في ذلك نطاق Ter. [ 131 ] تتفق هذه النتيجة مع الرأي القائل بأن بروتين MatP يحل محل بروتين MukB من نطاق Ter. [ 131 ]

كيف يُنظّم مُركّب MukBEF كروموسوم الإشريكية القولونية ؟ وفقًا للرأي السائد، تُنظّم مُركّبات SMC الكروموسومات عن طريق بثق حلقات الحمض النووي. [ 174 ] تنتقل مُركّبات SMC على طول الحمض النووي لبثق الحلقات بطريقة cis (على جزيء الحمض النووي نفسه)، حيث يعتمد حجم الحلقات على قدرة المُركّب على العمل بشكل مُتواصل. تختلف مُركّبات SMC من الكائنات الحية المختلفة في آلية بثق الحلقات. [ 174 ] يُشير فحص مُركّب MukBEF باستخدام مجهر التألق لجزيء واحد في الإشريكية القولونية إلى أن أصغر وحدة وظيفية في الجسم الحي هي ثنائي من الثنائيات. [ 165 ] تتكوّن هذه الوحدة من خلال ارتباط مُركّبين من MukBEF مرتبطين بـ ATP من خلال عملية التثني التي يُحفّزها MukF. يتمركز MukBEF في الخلية على شكل 1-3 عناقيد مُستطيلة موازية للمحور الطولي للخلية. يحتوي كل عنقود على ما يُقارب 8-10 ثنائيات من الثنائيات. وفقًا للنموذج الحالي، يقوم بروتين MukBEF بإخراج حلقات الحمض النووي بطريقة تشبه تسلق الصخور. [ 165 ] [ 175 ] يقوم ثنائي الوحدات الفرعية بتحرير جزء من الحمض النووي والتقاط جزء جديد منه دون الانفصال عن الكروموسوم. بالإضافة إلى تكوين حلقات الحمض النووي، تشير العلاقة بين الالتفاف الفائق السالب ووظيفة MukBEF داخل الخلايا الحية، إلى جانب قدرة الوحدة الفرعية MukB على تقييد الالتفافات الفائقة السالبة في المختبر، إلى أن MukBEF ينظم الحمض النووي عن طريق توليد الالتفافات الفائقة. [ 176 ] [ 177 ] [ 178 ]

دور البروتينات المرتبطة بالحمض النووي (NAPs) والحمض النووي الريبوزي النووي (naRNAs)

إضافةً إلى مساهمة بروتينات NAPs في تكثيف الكروموسوم عن طريق ثني الحمض النووي وربطه وتكوين حلقات منه على نطاق أصغر (حوالي 1 كيلوبايت)، فإنها تُشارك أيضًا في تكثيف الحمض النووي وتنظيمه من خلال تعزيز التفاعلات بعيدة المدى بين جزيئات الحمض النووي. وقد برز بروتينان من بروتينات NAPs، هما Fis وHU، كلاعبين رئيسيين في تعزيز هذه التفاعلات التي تحدث في جميع أنحاء الكروموسوم. [ 131 ] ولا يزال من غير المعروف كيف تؤدي أنشطة تنظيم الحمض النووي التي يقوم بها Fis وHU، والتي تُفهم جيدًا على نطاق أصغر (حوالي 1 كيلوبايت)، إلى تكوين تفاعلات بعيدة المدى بين جزيئات الحمض النووي. ومع ذلك، تتطلب بعض تفاعلات الحمض النووي التي يتوسطها HU وجود naRNA4. [ 91 ] كما يُشارك naRNA4 أيضًا في تكوين هذه التفاعلات. ويُحفز HU بعض هذه التفاعلات، وليس جميعها، مما يُشير إلى أن الحمض النووي الريبي يُشارك مع بروتينات NAPs الأخرى في تكوين هذه التفاعلات. ويبدو أن HU يعمل أيضًا مع MukB لتعزيز التفاعلات بعيدة المدى بين جزيئات الحمض النووي. يستند هذا الرأي إلى ملاحظاتٍ تُشير إلى أن غياب كلٍّ من HU وMukB يُؤدي إلى انخفاضٍ في نفس التفاعلات بين جزيئات الحمض النووي. ولا يزال من غير الواضح كيف يُمكن أن يعمل MukB وHU معًا لتعزيز هذه التفاعلات. من المُحتمل أن يتفاعل البروتينان بشكلٍ فيزيائي. أو بدلاً من ذلك، بينما يقوم MukBEF بتكوين حلقاتٍ كبيرة من الحمض النووي، يقوم HU بتكثيف هذه الحلقات وتنظيمها. [ 174 ] [ 53 ]

دور العلاقة الوظيفية بين الجينات

تشير التقارير إلى أن الجينات ذات الصلة الوظيفية في بكتيريا الإشريكية القولونية تتواجد معًا في الفضاء ثلاثي الأبعاد داخل الكروموسوم، على الرغم من تباعدها الجيني. ولا يقتصر دور التقارب المكاني لهذه الجينات على جعل الوظائف البيولوجية أكثر تنظيمًا وكفاءة، بل يُسهم أيضًا في طي وتنظيم النواة. وقد فحصت دراسة حديثة، باستخدام مؤشرات فلورية للكشف عن مواقع محددة في الحمض النووي، المسافات الفيزيائية بين أزواج من الأوبيرونات السبعة للرنا الريبوسومي (rRNA) المتباعدة جينيًا (بمقدار يصل إلى مليوني زوج قاعدي). وأظهرت الدراسة أن جميع الأوبيرونات، باستثناء rrn C، كانت متقاربة فيزيائيًا. [ 179 ] [ 180 ] لكن المثير للدهشة أن دراسات تسلسل الحمض النووي ثلاثي الأبعاد (3C-seq) لم تكشف عن التجمع الفيزيائي لأوبيرونات rrn ، مما يتعارض مع نتائج الدراسة القائمة على الفلورة. [ 131 ] لذا، يلزم إجراء المزيد من الأبحاث لحل هذه الملاحظات المتناقضة. في مثال آخر، يُشكّل بروتين GalR شبكة تفاعلية من مواقع ارتباطه المنتشرة عبر الكروموسوم. [ 181 ] يُعدّ GalR مُنظِّمًا نسخياً لمجموعة جينات الغالاكتوز، التي تتألف من جينات تُشفِّر إنزيمات لنقل واستقلاب سكر D-غالاكتوز. [ 182 ] يتواجد GalR في بؤرة أو بؤرتين فقط في الخلايا [ 181 ] ، ويمكنه التجمّع الذاتي لتكوين تراكيب كبيرة مُنظَّمة. [ 183 ] ​​لذلك، يبدو أن GalR المرتبط بالحمض النووي يتكوّن من مُتعددات لتكوين تفاعلات بعيدة المدى. [ 181 ] [ 183 ]

الشكل والبنية العالميان

أظهر الفحص المجهري الإلكتروني النافذ التقليدي (TEM) لخلايا الإشريكية القولونية المثبتة كيميائيًا أن النواة (النوكليود) عبارة عن عُضية غير منتظمة الشكل. مع ذلك، كشف التصوير الفلوري ثلاثي الأبعاد واسع المجال للنوى الحية عن شكل بيضاوي منفصل. [ 3 ] [ 19 ] [ 20 ] أظهر تراكب صورة التباين الطوري للخلية مع الصورة الفلورية للنواة تقاربًا وثيقًا فقط في البعد القطري على امتداد طول النواة وصولًا إلى محيط الخلية. تشير هذه النتيجة إلى انحصار النواة قطريًا. [ 18 ] كشف فحص دقيق للصورة الفلورية ثلاثية الأبعاد بعد قطعها عرضيًا بشكل عمودي على محورها الطولي عن سمتين رئيسيتين للنواة: الانحناء ومناطق طولية عالية الكثافة. أظهر فحصُ كيرالية الخط المركزي للنواة، عبر توصيل مركز شدة كل مقطع عرضي، أن شكل النواة العام منحني. [ 20 ] وكشف توزيع شدة التألق في المقاطع العرضية عن بنية فرعية للكثافة، تتكون من مناطق أو حزم منحنية عالية الكثافة في اللب المركزي، ومناطق منخفضة الكثافة في المحيط. [ 18 ] [ 19 ] ومن دلالات الحصر القطري أنه يحدد الشكل المنحني للنواة. ووفقًا لأحد النماذج، تُجبر النواة على الانحناء لأنها محصورة في خلية أسطوانية من الإشريكية القولونية، نصف قطرها أصغر من طولها القابل للانحناء (طول الثبات). [ 18 ] وقد دعمت هذه الفرضية ملاحظات مفادها أن إزالة جدار الخلية أو تثبيط تخليق جدار الخلية يزيد من نصف قطر الخلية ويؤدي إلى زيادة مصاحبة في نصف القطر الحلزوني وانخفاض في درجة اللف الحلزوني في النواة. [ 18 ]

النواة على شكل بيضاوي حلزوني مع مناطق طولية عالية الكثافة من الحمض النووي . أ. رسم توضيحي لخلية الإشريكية القولونية بنواة منحنية (رمادي داكن). يُبرز مسار المركز المنحني، المشار إليه بنقاط حمراء وخضراء، الشكل المنحني للنواة [ 18 ] . ب. مقطع عرضي لنواة الإشريكية القولونية مُصوَّر باستخدام HU-mCherry. تُعتبر شدة الفلورة مؤشرًا على كثافة الحمض النووي، ويتم تمثيلها من الأزرق إلى الأحمر بترتيب تصاعدي. [ 19 ]

الوصلات بين النواة والغشاء

يبدو أن قوة التمدد الناتجة عن روابط الحمض النووي بالغشاء تعمل في اتجاه معاكس لقوى التكثيف للحفاظ على مستوى تكثيف مثالي للنواة. وقد أشارت دراسات تجزئة الخلايا والمجهر الإلكتروني لأول مرة إلى إمكانية وجود روابط بين الحمض النووي والغشاء. [ 184 ] [ 185 ] وهناك الآن العديد من الأمثلة المعروفة على هذه الروابط. يُعدّ النقل العابر آليةً للنسخ والترجمة والإدخال المتزامنين للبروتينات الغشائية حديثة التكوين، والتي تُشكّل اتصالات عابرة بين الحمض النووي والغشاء. [ 186 ] وقد ثبت أن النقل العابر لبروتينين غشائيين، هما LacY وTetA، يُسبب إعادة تموضع المواقع الكروموسومية باتجاه الغشاء. [ 187 ] وتتمثل آلية أخرى لروابط النواة بالغشاء في الاتصال المباشر بين منظمات النسخ المرتبطة بالغشاء ومواقعها المستهدفة في الكروموسوم. ومن الأمثلة على منظمات النسخ هذه في بكتيريا الإشريكية القولونية CadC. يحتوي بروتين CadC على نطاق حسي في الفراغ المحيط بالخلية ونطاق ارتباط بالحمض النووي في السيتوبلازم. يحفز استشعار البيئة الحمضية بواسطة نطاقه الحسي في الفراغ المحيط بالخلية نشاط ارتباط الحمض النووي لبروتين CadC، مما يؤدي بدوره إلى تنشيط نسخ جيناته المستهدفة. [ 188 ] لم يُثبت بعدُ تموضع الجينات المنظمة بواسطة منظم نسخ مرتبط بالغشاء على الغشاء. ومع ذلك، من المتوقع أن يؤدي تنشيط الجينات المستهدفة في الكروموسوم بواسطة هذه المنظمات إلى تلامس بين النواة والغشاء، وإن كان تلامسًا ديناميكيًا. بالإضافة إلى هذه الأمثلة، يرتبط الكروموسوم أيضًا بشكل خاص بالغشاء الخلوي من خلال تفاعل بروتين-بروتين بين البروتينات المرتبطة بالحمض النووي، مثل SlmA وMatP، والجهاز الانقسامي . [ 189 ] [ 190 ] نظرًا لأن الجينات المشفرة للبروتينات الغشائية موزعة في جميع أنحاء الجينوم، فإن التلامسات الديناميكية بين الحمض النووي والغشاء من خلال النقل يمكن أن تعمل كقوة لتوسع النواة. تعمل قوة التمدد هذه في معاكسة لقوى التكثيف للحفاظ على مستوى تكثيف مثالي. ويُعزز تكوّن النيوكلييدات شديدة التكثيف عند تعريض خلايا الإشريكية القولونية للكلورامفينيكول، الذي يُثبط عملية الترجمة، فرضية قوة التمدد الناتجة عن التلامسات العابرة بين الحمض النووي والغشاء، والتي تتشكل عبر عملية النقل. [ 191 ] [ 192 ] كما يُشير الشكل الدائري للنيوكلييدات شديدة التكثيف بعد المعالجة بالكلورامفينيكول إلى دور التلامسات بين الحمض النووي والغشاء، التي تتوسطها عملية النقل، في تحديد الشكل الإهليلجي للنيوكلييد. [ 192 ]

التصور

يمكن رؤية النواة بوضوح في صورة مجهرية إلكترونية بتكبير عالٍ جدًا ، حيث تظهر بوضوح مقابل السيتوسول ، على الرغم من اختلاف مظهرها . [ 193 ] أحيانًا ، يمكن رؤية خيوط مما يُعتقد أنه حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) . وباستخدام صبغة فولجن ، التي تُلوّن الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) تحديدًا، يمكن أيضًا رؤية النواة تحت المجهر الضوئي . [ 194 ] تُستخدم صبغات DAPI وبروميد الإيثيديوم، التي تتداخل مع الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، على نطاق واسع في المجهر الفلوري للنوى . تتميز النواة بشكلها غير المنتظم وتوجد في الخلايا بدائية النواة. [ 18 ] [ 19 ]

تلف الحمض النووي وإصلاحه

تُلاحَظ تغيرات في بنية النواة في البكتيريا والعتائق بعد التعرض لظروف تُلحق الضرر بالحمض النووي. تصبح نوى بكتيريا العصوية الرقيقة (Bacillus subtilis) والإشريكية القولونية (Escherichia coli) أكثر كثافةً بشكل ملحوظ بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية. [ 195 ] [ 196 ] يتطلب تكوين هذه البنية الكثيفة في الإشريكية القولونية تنشيط بروتين RecA من خلال تفاعلات محددة بين RecA والحمض النووي. [ 197 ] يلعب بروتين RecA دورًا محوريًا في إصلاح تلف الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب المتماثل.

على غرار بكتيريا Bacillus subtilis و Escherichia coli المذكورة أعلاه، فإن تعرض بكتيريا Haloferax volcanii القديمة لضغوط تُلحق الضرر بالحمض النووي يؤدي إلى انضغاط وإعادة تنظيم النواة. [ 198 ] يعتمد الانضغاط على مُركب البروتين Mre11-Rad50 الذي يُحفز خطوة مبكرة في إصلاح انقطاعات الحمض النووي المزدوجة عن طريق إعادة التركيب المتماثل. وقد اقتُرح أن انضغاط النواة جزء من استجابة تلف الحمض النووي التي تُسرّع تعافي الخلية من خلال مساعدة بروتينات إصلاح الحمض النووي في تحديد الأهداف، وتسهيل البحث عن تسلسلات الحمض النووي السليمة أثناء إعادة التركيب المتماثل. [ 198 ]

انظر أيضاً

مراجع

هذه المقالة مقتبسة من المصدر التالي بموجب ترخيص CC BY 4.0 ( 2019 ) ( تقارير المراجعين ): سوبهاش فيرما، تشونغ تشيان، سانكار إل أدهيا (ديسمبر 2019). " بنية النواة في بكتيريا الإشريكية القولونية" . مجلة PLOS Genetics . 15 (12) e1008456. doi : 10.1371/JOURNAL.PGEN.1008456 . ISSN 1553-7390 . PMC 6907758. PMID 31830036. Wikidata Q84825966 .    

  1. ثانبيشلر م، وانغ س س، شابيرو ل (أكتوبر 2005). "النواة البكتيرية: بنية شديدة التنظيم وديناميكية" . مجلة الكيمياء الحيوية الخلوية . 96 (3): 506-21 . doi : 10.1002/jcb.20519 . PMID 15988757 . 
  2. 1 2 3 Dame RT, Tark-Dame M (يونيو 2016). "الكروماتين البكتيري: وجهات نظر متقاربة على مستويات مختلفة". Current Opinion in Cell Biology . 40 : 60–65 . doi : 10.1016/j.ceb.2016.02.015 . PMID 26942688 . 
  3. 1 2 3 كليكنر ن، فيشر جيه كيه، ستوف إم، وايت إم إيه، بيتس دي، ويتز جي (ديسمبر 2014). "النواة البكتيرية: طبيعتها، وديناميكيتها، وانفصال الخلايا الشقيقة" . الرأي الحالي في علم الأحياء الدقيقة . 22 : 127-137 . doi : 10.1016/j.mib.2014.10.001 . PMC 4359759. PMID 25460806 .  
  4. مارتينيز-غوتيريز، سي. أ.، وأيلوارد، إف. أو. (23 مايو 2022). "توزيعات حجم الجينوم في البكتيريا والعتائق مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالتاريخ التطوري على نطاقات تصنيفية واسعة" . مجلة PLOS Genetics . 18 (5). doi : 10.1371 /journal.pgen.1010220 . PMC 9166353. PMID 35605022 .  
  5. سوبا ج (23 ديسمبر 2021). "جينومات غير متكافئة في بدائيات النوى متعددة الصيغة الصبغية". مجلة نيتشر مايكروبيولوجي . 7 (2): 186-188 . doi : 10.1038/s41564-021-01034-3 .
  6. 1 2 بلومفيلد، فيرجينيا (1997). "تكثيف الحمض النووي بواسطة الكاتيونات متعددة التكافؤ". البوليمرات الحيوية . 44 (3): 269-82 . doi : 10.1002/(SICI)1097-0282(1997)44:3 < 269::AID-BIP6 > 3.0.CO ; 2-T . PMID 9591479 . 
  7. 1 2 3 4 ترون، ن. ج.، وماركو، ج. ف. (1998). "بنية الكروموسوم البكتيري" (ملف PDF) . أخبار الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة . 64 (5): 276-283 .
  8. غريلهوبر ج، دوليزيل ج، ليساك إم إيه، بينيت إم دي (يناير 2005). "أصل وتطور واستقرار مصطلحي "حجم الجينوم" و"قيمة C" لوصف محتويات الحمض النووي النووي" . حوليات علم النبات . 95 (1): 255-260 . doi : 10.1093/aob/mci019 . PMC 4246724. PMID 15596473 .  
  9. أورتون، تي جيه (2020-01-01). "الفصل 14 - طرق تربية أخرى لأنواع النباتات ذاتية التلقيح" . في: أورتون، تي جيه (محرر). تربية نباتات البستنة . دار النشر الأكاديمية. الصفحات 255-273 . doi : 10.1016/B978-0-12-815396-3.00014-7 . ISBN  978-0-12-815396-3تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-02-08 .
  10. بيكورارو ف، زيرولا ك، لانج س، سوبا ج (يناير 2011). "كشف التحديد الكمي للصيغة الصبغية في البروتيوكتيريا عن وجود أنواع أحادية الصيغة الصبغية، و(ميرو-)قليلة الصيغة الصبغية، ومتعددة الصيغة الصبغية" . PLOS ONE . 6 (1) e16392. Bibcode : 2011PLoSO...616392P . doi : 10.1371/journal.pone.0016392 . PMC 3031548. PMID 21305010 .  
  11. سوروفستيف الرابع، جاكوبس-فاغنر سي (مارس 2018). "التنظيم دون الخلوي: سمة حاسمة لتكاثر الخلايا البكتيرية" . الخلية . 172 ( 6): 1271-1293 . doi : 10.1016/j.cell.2018.01.014 . PMC 5870143. PMID 29522747 .  
  12. 1 2 ستونينغتون أو جي، بيتيجون دي إي (يناير 1971). "الجينوم المطوي لبكتيريا الإشريكية القولونية المعزول في مركب بروتين-حمض نووي-حمض نووي ريبوزي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 68 (1): 6-9 . Bibcode : 1971PNAS...68....6S . doi : 10.1073/pnas.68.1.6 . PMC 391088. PMID 4924971 .  
  13. وورسيل أ، بورجي إي (نوفمبر 1972). "حول بنية الكروموسوم المطوي لبكتيريا الإشريكية القولونية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 71 (2): 127-147 . doi : 10.1016/0022-2836(72)90342-7 . PMID 4564477 . 
  14. 1 2 3 4 5 كانو واي، جوشيما إن، وادا إم، إيماموتو إف (1989). "مشاركة منتج الجين hup في النقل التكراري لـ Mu phage في الإشريكية القولونية". الجين . 76 (2): 353– 8. دوى : 10.1016/0378-1119(89)90175-3 . بميد 2666261 . 
  15. 1 2 3 4 5 أوجورا تي، نيكي إتش، كانو واي، إيماموتو إف، هيراجا إس (يناير 1990). “صيانة البلازميدات في طفرات HU و IHF في الإشريكية القولونية”. الوراثة الجزيئية والعامة . 220 (2): 197– 203. دوى : 10.1007 / bf00260482 . بميد 2183003 . S2CID 10701528 .  
  16. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ هوانغ دي إس، كورنبرغ أ (نوفمبر ١٩٩٢). "فتح منشأ تضاعف الحمض النووي في الإشريكية القولونية بواسطة بروتين DnaA مع بروتين HU أو IHF" . مجلة الكيمياء البيولوجية . ٢٦٧ (٣٢): ٢٣٠٨٣-٢٣٠٨٦ . doi : 10.1016/S0021-9258(18)50059-4 . PMID 1429655 . 
  17. 1 2 فالنس إم، بينود إس، روسينول إم، كورنيه إف، بوكارد إف (أكتوبر 2004). "تنظيم المجال الكبير لكروموسوم الإشريكية القولونية" . مجلة إمبو . 23 (21): 4330-41 . دوى : 10.1038/sj.emboj.7600434 . بمك 524398 . بميد 15470498 .  
  18. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ فيشر جيه كيه، بورنيكيل إيه، ويتز جي، وينر بي، برنتيس إم ، كليكنر إن (مايو ٢٠١٣). "التصوير رباعي الأبعاد لتنظيم وديناميكية النواة في بكتيريا الإشريكية القولونية في الخلايا الحية" . مجلة الخلية . ١٥٣ (٤): ٨٨٢-٩٥ . doi : 10.1016/j.cell.2013.04.006 . PMC 3670778. PMID 23623305 .  
  19. 1 2 3 4 5 لو غال أ، كاتوني دي، جيلهاس ب، ماتيو-ديمازيير سي، أوجيدي إل، فيش جيه بي، وآخرون . (يوليو 2016). "تنفصل مجمعات التقسيم البكتيرية داخل حجم النواة" . اتصالات الطبيعة . 7 12107. بيب كود : 2016NatCo...712107L . دوى : 10.1038/ncomms12107 . بمك 4935973 . بميد 27377966 .   
  20. هاديزاده يزدي ن، غيت س س، جونسون ر س، ماركو ج ف (ديسمبر 2012). " تغير طي وديناميكية كروموسوم الإشريكية القولونية مع ظروف النمو" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 86 ( 6): 1318-33 . doi : 10.1111/mmi.12071 . PMC 3524407. PMID 23078205 .  
  21. أولينز، أ. ل.، وأولينز، د. إ. (يناير 1974). "وحدات الكروماتين الكروية (أجسام V)". مجلة ساينس . 183 (4122): 330-332 . رمز Bibcode : 1974Sci...183..330O . doi : 10.1126/science.183.4122.330 . PMID: 4128918. S2CID : 83480762 .  
  22. 1 2 لوغر ك، مادير أ.و، ريتشموند ر.ك، سارجنت د.ف، ريتشموند ت.ج (سبتمبر 1997). "البنية البلورية للجسيم الأساسي للنيوكليوسوم بدقة 2.8 أنغستروم". نيتشر . 389 ( 6648): 251-260 . Bibcode : 1997Natur.389..251L . doi : 10.1038/38444 . PMID 9305837. S2CID 4328827 .  
  23. 1 2 خراساني زاده، س . (يناير 2004). "النيوكليوسوم: من التنظيم الجينومي إلى التنظيم الجينومي" . الخلية . 116 (2): 259-272 . doi : 10.1016/s0092-8674(04)00044-3 . PMID 14744436. S2CID 15504162 .  
  24. تالوكدر أ، إيشيهاما أ (سبتمبر 2015). "التغيرات المعتمدة على مرحلة النمو في بنية وتركيب البروتين في النواة في الإشريكية القولونية" . مجلة ساينس تشاينا لعلوم الحياة . 58 (9): 902-911 . doi : 10.1007/s11427-015-4898-0 . PMID 26208826 . 
  25. 1 2 3 4 5 6 عزام، ت. أ.، وإيشيهاما، أ. (نوفمبر 1999). "اثنا عشر نوعًا من البروتين المرتبط بالنوكليوتيد من الإشريكية القولونية. خصوصية التعرف على التسلسل وقوة ارتباط الحمض النووي" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 274 (46): 33105-13 . doi : 10.1074/jbc.274.46.33105 . PMID 10551881. S2CID 9807664 .  
  26. 1 2 3 4 5 6 7 علي عزام ت، إيواتا أ، نيشيمورا أ، أويدا س، إيشيهاما أ (أكتوبر 1999). " التغيرات المعتمدة على مرحلة النمو في التركيب البروتيني لنواة الإشريكية القولونية" . مجلة علم البكتيريا . 181 (20): 6361-70 . Bibcode : 1999JBact.181.6361A . doi : 10.1128/JB.181.20.6361-6370.1999 . PMC 103771. PMID 10515926 .  
  27. 1 2 سوينجر كيه كيه، ليمبرغ كيه إم، تشانغ واي، رايس بي إيه (يوليو 2003). "انحناء الحمض النووي المرن في هياكل البلورات المشتركة HU-DNA" . مجلة EMBO . 22 (14): 3749-60 . doi : 10.1093/emboj/cdg351 . PMC 165621. PMID 12853489 .  
  28. 1 2 غو ف، أدهيا س (مارس 2007). "البنية الحلزونية لبروتين HUalphabeta في بكتيريا الإشريكية القولونية توفر أساسًا للالتفاف الفائق للحمض النووي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 104 (11): 4309-14 . Bibcode : 2007PNAS..104.4309G . doi : 10.1073/pnas.0611686104 . PMC 1838598. PMID 17360520 .  
  29. بينسون ، في . ، تاكاهاشي، م.، روفيير-يانيف، ج. (أبريل 1999). "الارتباط التفاضلي لبروتين HU في بكتيريا الإشريكية القولونية، بأشكاله المتجانسة وغير المتجانسة، بالحمض النووي الخطي، والمتشعب، والصليبي". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 287 (3): 485-497 . doi : 10.1006/jmbi.1999.2631 . PMID 10092454 . 
  30. كريج، ن. ل.، وناش، هـ. أ. (ديسمبر 1984). "عامل تكامل المضيف في الإشريكية القولونية يرتبط بمواقع محددة في الحمض النووي". الخلية . 39 ( 3 الجزء 2): 707-16 . doi : 10.1016/0092-8674(84)90478-1 . PMID 6096022. S2CID 26758055 .  
  31. 1 2 أو إتش دي، فان إس، ديرينك تي جيه، ثور إيه، إليسمان إم إتش، أوشيا سي سي (يوليو 2017). " ChromEMT: تصوير بنية الكروماتين ثلاثية الأبعاد وتكثيفه في الخلايا البينية والخلايا الانقسامية" . مجلة ساينس . 357 (6349) eaag0025. Bibcode : 2017Sci...357g0025O . doi : 10.1126/science.aag0025 . PMC 5646685. PMID 28751582 .  
  32. لانغ ب ، بلوت ن، بوفارتيغ إي، باكلي م، غيرتز م، غواليرزي سي أو، وآخرون ( سبتمبر 2007). "مواقع ارتباط الحمض النووي عالية الألفة لبروتين H-NS توفر أساسًا جزيئيًا للتثبيط الانتقائي داخل جينومات البروتيوكتيريا" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 35 (18): 6330-7 . doi : 10.1093/nar/ gkm712 . PMC 2094087. PMID 17881364 .   
  33. 1 2 3 جولفادي ر، جاو ي، كيني إل جيه، يان جيه (نوفمبر 2018). "تحليل جزيء واحد لـ H-NS يفصل بين ألفة ارتباط الحمض النووي وخصوصيته" . أبحاث الأحماض النووية . 46 (19): 10216-10224 . doi : 10.1093/nar/gky826 . PMC 6212787. PMID 30239908 .  
  34. 1 2 3 شاو واي، فيلدمان-كوهين إل إس، أوسونا آر (فبراير 2008). "التوصيف الوظيفي لتسلسل ارتباط الحمض النووي لبروتين Fis في بكتيريا الإشريكية القولونية" . مجلة البيولوجيا الجزيئية . 376 (3): 771-85 . doi : 10.1016/j.jmb.2007.11.101 . PMC 2292415. PMID 18178221 .  
  35. ١ ٢ ٣ ٤ ستيلا إس، كاسيو دي، جونسون آر سي (أبريل ٢٠١٠). "شكل الأخدود الصغير للحمض النووي يوجه ارتباط بروتين ثني الحمض النووي Fis" . الجينات والتطور . ٢٤ (٨): ٨١٤-٢٦ . doi : 10.1101/gad.1900610 . PMC 2854395. PMID 20395367 .  
  36. نارايان ك، سوبرامانيام س (نوفمبر 2015). "حزم الأيونات المركزة في علم الأحياء" . مجلة نيتشر ميثودز . 12 (11): 1021-1031 . doi : 10.1038/nmeth.3623 . PMC 6993138. PMID 26513553 .  
  37. 1 2 3 4 ميرسييه ر، بيتي م أ، شباث س ، روبن س، الكروي م، بوكارد ف، وآخرون (أكتوبر 2008). "ينظم نظام MatP/matS الموضعي منطقة النهاية لكروموسوم الإشريكية القولونية في نطاق كبير" ( ملف PDF) . مجلة Cell . 135 (3): 475-485 . doi : 10.1016/j.cell.2008.08.031 . PMID 18984159. S2CID 3582710 .   
  38. روفيير-يانيف ج، غروس ف (سبتمبر 1975). "توصيف بروتين جديد منخفض الوزن الجزيئي يرتبط بالحمض النووي من الإشريكية القولونية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 72 (9): 3428-3432 . Bibcode : 1975PNAS...72.3428R . doi : 10.1073/pnas.72.9.3428 . PMC 433007. PMID 1103148 .  
  39. ^ سوريانارايانا تي، سوبرامانيان AR (سبتمبر 1978). "ارتباط محدد بين بروتينين متماثلين مرتبطين بالحمض النووي مع الوحدات الفرعية الريبوسومية 30-S الأصلية للإشريكية القولونية". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - تخليق الأحماض النووية والبروتين . 520 (2): 342–57 . دوى : 10.1016/0005-2787(78)90232-0 . بميد 213117 . 
  40. ميندي إل، تيم بي، سوبرامانيان آر (ديسمبر 1978). "البنية الأولية لبروتينين متماثلين مرتبطين بالريبوسوم ورابطين للحمض النووي في الإشريكية القولونية" . رسائل FEBS . 96 (2): 395-398 . Bibcode : 1978FEBSL..96..395M . doi : 10.1016/0014-5793(78)80446-3 . PMID 215461. S2CID 39245157 .  
  41. ميغراو، تي إل، وتشاي، سي بي (يونيو 1993). "التكامل الوظيفي بين هيستون الميتوكوندريا HM الشبيه بـ HMG1 في الخميرة والبروتين HU الشبيه بالهيستون في البكتيريا" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 268 (17): 12758-12763 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)31453-4 . PMID 8509411 . 
  42. بول تي تي، جونسون آر سي (أبريل 1995). "تكوين حلقات الحمض النووي بواسطة بروتينات المجموعة عالية الحركة NHP6A/B في الخميرة Saccharomyces cerevisiae. عواقب ذلك على تجميع معقدات البروتين النووي وتكثيف الكروماتين" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 270 (15): 8744-54 . doi : 10.1074/jbc.270.15.8744 . PMID 7721780 . 
  43. كاماشيف د، روفيير-يانيف ج (ديسمبر 2000). "يرتبط البروتين الشبيه بالهيستون HU على وجه التحديد بمركبات إعادة تركيب الحمض النووي وإصلاحه الوسيطة" . مجلة EMBO . 19 (23): 6527-35 . doi : 10.1093/emboj/19.23.6527 . PMC 305869. PMID 11101525 .  
  44. شيندو هـ، فوروباياشي أ، شيميزو م، مياكي م، إيماموتو ف (أبريل 1992). "الارتباط التفضيلي لبروتين HU alpha الشبيه بالهيستون في الإشريكية القولونية بالحمض النووي ذي الالتفاف الفائق السالب" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 20 (7): 1553-1558 . doi : 10.1093/nar/20.7.1553 . PMC 312237. PMID 1579448 .  
  45. بونتجيا أ، نيجري أ، بلترام م، بيانكي م.إ (فبراير 1993). " يرتبط بروتين HU تحديدًا بالحمض النووي الملتوي". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 7 (3): 343-350 . doi : 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01126.x . PMID 8459763. S2CID 39362449 .  
  46. ^ بونيفوي إي، تاكاهاشي إم، يانيف جونيور (سبتمبر 1994). “معلمات ربط الحمض النووي لبروتين HU من الإشريكية القولونية إلى الحمض النووي الصليبي”. مجلة البيولوجيا الجزيئية . 242 (2): 116-29 . دوى : 10.1006/jmbi.1994.1563 . بميد 8089835 . 
  47. كاستينغ ب، زيلوير س، لافال ج، بويتيو س (أبريل 1995). "بروتين HU في الإشريكية القولونية يرتبط تحديدًا بالحمض النووي الذي يحتوي على فواصل أو فجوات في السلسلة المفردة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 270 (17): 10291-10296 . doi : 10.1074/jbc.270.17.10291 . PMID 7730334 . 
  48. ليوبتشينكو واي إل، شلياختينكو إل إس، آكي تي، أدهيا إس (فبراير 1997). "إثبات تكوين حلقات الحمض النووي بواسطة GalR وHU باستخدام المجهر الذري القوي" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 25 (4): 873-876 . doi : 10.1093/nar/25.4.873 . PMC 146491. PMID 9016640 .  
  49. سوينجر كيه كيه، رايس بي إيه (يناير 2007). "تحليل ارتباط HU-DNA بناءً على البنية" . مجلة البيولوجيا الجزيئية . 365 (4): 1005-1016 . doi : 10.1016/j.jmb.2006.10.024 . PMC 1945228. PMID 17097674 .  
  50. 1 2 3 4 5 6 7 هاميل م، أملانجيوتي د، رييس ف.إ، تشين ج.هـ، باربانا ر، تانغ هـ.ي، وآخرون . (يوليو 2016). "تحول تعدد وحدات HU يتحكم في تكثيف النواة" . ساينس أدفانسز . 2 (7) e1600650. Bibcode : 2016SciA....2E0650H . doi : 10.1126/sciadv.1600650 . PMC 4966879. PMID 27482541 .   
  51. 1 2 3 4 5 برييتو إيه آي، كهرمان أوغلو سي، علي آر إم، فريزر جي إم، سيشاساي إيه إس، لوسكومب إن إم (أبريل 2012). "التحليل الجينومي لارتباط الحمض النووي وتنظيم الجينات بواسطة البروتينات المتماثلة المرتبطة بالنواة IHF وHU في الإشريكية القولونية K12" . أبحاث الأحماض النووية . 40 (8): 3524-3537 . doi : 10.1093/nar/ gkr1236 . PMC 3333857. PMID 22180530 .  
  52. 1 2 3 4 5 6 Macvanin M، Edgar R، Cui F، Trostel A، Zhurkin V، Adhya S (نوفمبر 2012). "الحمض النووي الريبي غير المشفر المرتبط بالبروتين النووي HU في الإشريكية القولونية" . مجلة علم البكتيريا . 194 (22): 6046–55 . دوى : 10.1128/JB.00961-12 . بمك 3486375 . بميد 22942248 .  
  53. 1 2 3 4 5 فان نورت ج، فيربورغ س، غوسن ن، ديكر س، دام ر ت (مايو 2004). "أدوار معمارية مزدوجة لـ HU: تكوين مفاصل مرنة وخيوط صلبة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (18): 6969-74 . Bibcode : 2004PNAS..101.6969V . doi : 10.1073 / pnas.0308230101 . PMC 406450. PMID 15118104 .  
  54. ساركار ر، ريبينكوف ف.ف. (2016-12-06). "دليل الملاقط المغناطيسية وتطبيقاتها" . مجلة فرونتيرز إن فيزيكس . 4 : 48. Bibcode : 2016FrP.....4...48S . doi : 10.3389/fphy.2016.00048 . S2CID 44183628 . 
  55. 1 2 3 4 كاهرمان أوغلو، سي.، سيشاساي، أ.س.، برييتو، أ.إ.، إيبيرسون، د.، شميدت، س.، زيمرمان، ج.، وآخرون . (مارس 2011). "التأثيرات المباشرة وغير المباشرة لـ H-NS وFis على التحكم الشامل في التعبير الجيني في الإشريكية القولونية" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 39 (6): 2073-2091 . doi : 10.1093/nar/gkq934 . PMC 3064808. PMID 21097887 .   
  56. 1 2 رايس، ب. أ.، يانغ، س.، ميزوتشي، ك.، ناش، هـ. أ. (ديسمبر 1996). "البنية البلورية لمركب IHF-DNA: انعطاف DNA على شكل حرف U ناتج عن البروتين" . الخلية . 87 ( 7): 1295-306 . Bibcode : 1996Cell ...87.1295R . doi : 10.1016/s0092-8674(00)81824-3 . PMID 8980235. S2CID 9291279 .  
  57. مورتين سي، إنجلهورن إم، جيزلمان جيه، بوكارد إف (ديسمبر 1998). "تحليل كمي باستخدام تقنية بصمة الليزر فوق البنفسجي لتفاعل IHF مع مواقع ارتباط محددة: إعادة تقييم التركيز الفعال لـ IHF في الخلية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 284 (4): 949-961 . doi : 10.1006/jmbi.1998.2256 . PMID 9837718 . 
  58. ديتو، إم دي، روبرتس، دي، وايزبرغ، آر إيه (يونيو 1994). "تغير مستوى عامل التكامل المضيف خلال مرحلة النمو في الإشريكية القولونية" . مجلة علم البكتيريا . 176 (12): 3738-48 . doi : 10.1128/jb.176.12.3738-3748.1994 . PMC 205563. PMID 8206852 .  
  59. لين جيه ، تشين إتش، دروج بي، يان جيه (2012). "التنظيم الفيزيائي للحمض النووي بواسطة أنماط ارتباط متعددة غير محددة للحمض النووي لعامل مضيف التكامل (IHF)" . PLOS ONE . 7 (11) e49885. Bibcode : 2012PLoSO...749885L . doi : 10.1371 / journal.pone.0049885 . PMC 3498176. PMID 23166787 .  
  60. جاكيه م، كوكير-كان ر، بلا ج، غروس ف (ديسمبر 1971). "عامل بروتيني مقاوم للحرارة يؤثر على نسخ الحمض النووي في المختبر". مجلة الاتصالات البحثية البيوكيميائية والبيوفيزيائية . 45 (6): 1597-1607 . Bibcode : 1971BBRC...45.1597J . doi : 10.1016/0006-291x(71)90204-x . PMID 4942735 . 
  61. كوكير-كان ر، جاكيه م، غروس ف (ديسمبر 1972). "بروتينان مقاومان للحرارة ومنخفضا الوزن الجزيئي من الإشريكية القولونية يحفزان تخليق الحمض النووي الريبي الموجه بواسطة الحمض النووي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 69 (12): 3643-3647 . Bibcode : 1972PNAS...69.3643C . doi : 10.1073 / pnas.69.12.3643 . PMC 389839. PMID 4566454 .  
  62. سباسكي أ، بوك إتش سي (نوفمبر 1977). "الخواص الفيزيائية والكيميائية لبروتين رابط للحمض النووي: عامل H1 في الإشريكية القولونية" . المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 81 (1): 79-90 . doi : 10.1111/j.1432-1033.1977.tb11929.x . PMID 338303 . 
  63. فارشافسكي إيه جيه، نيدوسباسوف إس إيه، باكاييف في في، باكايفا تي جي، جورجيف جي بي (أغسطس 1977). " بروتينات شبيهة بالهيستون في بروتين ديوكسي ريبونوكليوبروتين النقي من الإشريكية القولونية" . أبحاث الأحماض النووية . 4 (8): 2725-2745 . doi : 10.1093/nar/4.8.2725 . PMC 342604. PMID 333393 .  
  64. فالكوني م، غوالتيري م ت، لا تيانا أ، لوسو م أ، بون س ل (مايو 1988). "بروتينات من النواة بدائية النواة: البنية الأولية والرباعية لبروتين H-NS الرابط للحمض النووي في بكتيريا الإشريكية القولونية بوزن 15 كيلو دالتون". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 2 (3): 323-329 . doi : 10.1111/j.1365-2958.1988.tb00035.x . PMID 3135462. S2CID 36215353 .  
  65. أويغوتشي سي، سوزوكي تي، يوشيدا تي، تاناكا ك، ميزونو تي (أكتوبر 1996). "تحليل طفري منهجي يكشف عن تنظيم النطاق الوظيفي لبروتين H-NS النووي في الإشريكية القولونية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 263 (2): 149-162 . doi : 10.1006/jmbi.1996.0566 . PMID 8913298 . 
  66. 1 2 ريمسكي إس، زوبر إف، باكلي إم، بوك إتش (ديسمبر 2001). "آلية جزيئية لكبح النسخ بواسطة بروتين H-NS" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 42 (5): 1311-23 . doi : 10.1046/j.1365-2958.2001.02706.x . PMID 11886561. S2CID 32623528 .  
  67. بوفارتيغ إي، باكل إم، بادو سي، ترافيرز إيه، ريمسكي إس (مايو 2007). "يؤدي الارتباط التعاوني لبروتين H-NS بمواقع ذات ألفة عالية في عنصر تنظيمي إلى إسكات النسخ". مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية والجزيئية . 14 (5): 441-448 . doi : 10.1038/nsmb1233 . PMID 17435766. S2CID 43768346 .  
  68. Dame RT, Wyman C, Goosen N (سبتمبر 2000). "تكثيف الحمض النووي بواسطة H-NS كما تم تصويره بواسطة مجهر القوة الذرية" . أبحاث الأحماض النووية . 28 (18): 3504-10 . doi : 10.1093/nar/28.18.3504 . PMC 110753. PMID 10982869 .  
  69. أميت ر، أوبنهايم أ ب، ستافانز ج (أبريل 2003). "زيادة صلابة انحناء جزيئات الحمض النووي المفردة بواسطة H-NS، وهو مستشعر لدرجة الحرارة والأسمولية" . مجلة الفيزياء الحيوية . 84 (4): 2467-2473 . Bibcode : 2003BpJ....84.2467A . doi : 10.1016/ S0006-3495 (03)75051-6 . PMC 1302812. PMID 12668454 .  
  70. Dame RT, Noom MC, Wuite GJ (نوفمبر 2006). "كشف تنظيم الكروماتين البكتيري بواسطة بروتين H-NS باستخدام معالجة مزدوجة للحمض النووي". Nature . 444 ( 7117): 387–90 . Bibcode : 2006Natur.444..387D . doi : 10.1038/nature05283 . PMID 17108966. S2CID 4314858 .  
  71. 1 2 3 4 5 6 ليو واي، تشين إتش، كيني إل جيه، يان جيه (فبراير 2010). "مفتاح ثنائي التكافؤ يحرك تكوينات ارتباط H-NS/DNA بين نمطي التصلب والربط" . الجينات والتطور . 24 (4): 339-44 . doi : 10.1101/gad.1883510 . PMC 2816733. PMID 20159954 .  
  72. فان دير فالك، ر. أ.، فريدي، ج.، كين، ل.، مولينار، ج. ف.، هوفمان، أ.، غوسن، ن.، وآخرون . (سبتمبر 2017). "آلية التغيرات التركيبية المدفوعة بالبيئة والتي تعدل نشاط ربط الحمض النووي H-NS" . eLife . 6 e27369. doi : 10.7554/eLife.27369 . PMC 5647153. PMID 28949292 .   
  73. يامادا هـ، موراماتسو س، ميزونو ت (سبتمبر 1990). "بروتين من الإشريكية القولونية يرتبط بشكل تفضيلي بالحمض النووي المنحني بشدة". مجلة الكيمياء الحيوية . 108 (3): 420-425 . doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123216 . PMID 2126011 . 
  74. مارتن-أوروزكو ن، توريه ن، زاهاريك م ل، بارك إي، كوبلمان ر، ميلر س، وآخرون . (يناير 2006). " تصوير عملية نسخ جينات مسببات الأمراض داخل البلاعم الناتجة عن تحمض الفجوات" . علم الأحياء الجزيئي للخلية . 17 (1): 498-510 . doi : 10.1091/mbc.e04-12-1096 . PMC 1345685. PMID 16251362 .   
  75. ويناردي آر إس، يان جيه، كيني إل جيه (أكتوبر 2015). "ينظم H-NS التعبير الجيني ويضغط النواة: رؤى من تجارب الجزيء المفرد" . مجلة الفيزياء الحيوية . 109 (7): 1321-1329 . Bibcode : 2015BpJ...109.1321W . doi : 10.1016/j.bpj.2015.08.016 . PMC 4601063. PMID 26445432 .  
  76. والثرز د، لي ي، ليو ي، أناند ج، يان ج، كيني إل جيه (يناير 2011). "منظم الاستجابة SsrB في السالمونيلا المعوية يُخفف من تثبيط H-NS عن طريق إزاحة H-NS المرتبط في وضع البلمرة، وينشط النسخ مباشرةً" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 286 (3): 1895-1902 . doi : 10.1074/jbc.M110.164962 . PMC 3023485. PMID 21059643 .  
  77. غاو واي، فو واي إتش، ويناردي آر إس، تانغ كيو، يان جيه، كيني إل جيه (نوفمبر 2017). "البقايا المشحونة في رابط H-NS تحفز ارتباط الحمض النووي وإسكات الجينات في الخلايا المفردة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 114 (47): 12560-12565 . Bibcode : 2017PNAS..11412560G . doi : 10.1073 / pnas.1716721114 . PMC 5703333. PMID 29109287 .  
  78. هانكوك إس بي، ستيلا إس، كاسيو دي، جونسون آر سي (2016). "محددات تسلسل الحمض النووي التي تتحكم في ألفة واستقرار وشكل معقدات الحمض النووي المرتبطة ببروتين النيوكليود Fis" . PLOS ONE . 11 (3) e0150189. Bibcode : 2016PLoSO..1150189H . doi : 10.1371/journal.pone.0150189 . PMC 4784862. PMID 26959646 .  
  79. ^ كوستروا د، جرانزين جي، كوتش سي، تشوي إتش دبليو، راغوناثان إس، وولف دبليو، وآخرون . (يناير 1991). “بنية ثلاثية الأبعاد لبروتين ربط الحمض النووي E. coli FIS”. طبيعة . 349 (6305): 178– 80. بيب كود : 1991Natur.349..178K . دوى : 10.1038/349178a0 . بميد 1986310 . S2CID 4318862 .   
  80. كوستريوا د، غرانزين ج، ستوك د، تشوي هـ و، لاباهن ج، سانغر و (يوليو 1992). "البنية البلورية لعامل تحفيز الانعكاس FIS بدقة 2.0 أنغستروم". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 226 (1): 209-226 . doi : 10.1016/0022-2836(92)90134-6 . PMID 1619650 . 
  81. تشو بي كيه، نايت إي إم، باريت سي إل، بالسون بي أو (يونيو 2008). "تحليل على مستوى الجينوم لارتباط بروتين فيس في بكتيريا الإشريكية القولونية يشير إلى دور سببي لتسلسلات A/AT" . أبحاث الجينوم . 18 (6): 900-10 . doi : 10.1101/gr.070276.107 . PMC 2413157. PMID 18340041 .  
  82. 1 2 ترافرز أ، موشكيليشفيلي ج (يونيو 1998). "الحلقات الدقيقة والمجالات الدقيقة للحمض النووي: آلية عامة لتنشيط النسخ عن طريق النقل الالتوائي". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 279 (5): 1027-43 . doi : 10.1006/jmbi.1998.1834 . PMID 9642081 . 
  83. سكوكو د، يان ج، جونسون ر.س، ماركو ج.ف (نوفمبر 2005). "تكثيف الحمض النووي بقوة منخفضة وفك التكثيف المتقطع بقوة عالية يكشفان عن وظيفة بروتين Fis في تثبيت الحلقة" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 95 (20) 208101. Bibcode : 2005PhRvL..95t8101S . doi : 10.1103/PhysRevLett.95.208101 . PMID 16384101. S2CID 37405026 .  
  84. 1 2 سكوكو دي، يو دي، باي إتش، شنور بي، يان جي، ماكلويد إس إم، وآخرون . (ديسمبر 2006). "آلية ضغط الكروموسوم وتكراره بواسطة بروتين الإشريكية القولونية النووي Fis" . مجلة البيولوجيا الجزيئية . 364 (4): 777–98 . دوى : 10.1016/j.jmb.2006.09.043 . بمك 1988847 . بميد 17045294 .   
  85. جونسون آر سي، سيمون إم آي (يوليو 1985). "إعادة التركيب الموضعي بوساطة Hin يتطلب موقعين لإعادة التركيب بطول 26 زوجًا قاعديًا ومُحسِّنًا لإعادة التركيب بطول 60 زوجًا قاعديًا". الخلية . 41 ( 3): 781-91 . doi : 10.1016/s0092-8674(85)80059-3 . PMID 2988787. S2CID 34572809 .  
  86. 1 2 كاهمن ر، رودت ف، كوخ س، ميرتنز ج (يوليو 1985). "يُحفَّز انقلاب النيوكليوتيد G في الحمض النووي لفيروس مو بواسطة موقع داخل جين الإنفرتاز وعامل مضيف" . الخلية . 41 (3): 771-80 . doi : 10.1016/S0092-8674(85)80058-1 . PMID 3159478 . 
  87. بيتيجون، دي إي، وهيكت، آر (1974). "جزيئات الحمض النووي الريبي المرتبطة بالجينوم البكتيري المطوي تعمل على تثبيت طيات الحمض النووي وفصل نطاقات الالتفاف الفائق". ندوات كولد سبرينغ هاربور حول البيولوجيا الكمية . 38 : 31-41 . doi : 10.1101/sqb.1974.038.01.006 . PMID 4598638 . 
  88. 1 2 3 أوهنيوا آر إل، موريكاوا ك، تاكيشيتا إس إل، كيم جيه، أوتا تي، وادا سي، وآخرون . (أكتوبر 2007). “البنية النووية المقترنة بالنسخ في البكتيريا” . الجينات إلى الخلايا . 12 (10): 1141–52 . دوى : 10.1111/j.1365-2443.2007.01125.x . بميد 17903174 .  
  89. 1 2 3 بالاندينا أ، كاماشيف د، روفيير-يانيف ج (أغسطس 2002). "يتعرف البروتين البكتيري الشبيه بالهيستون HU تحديدًا على تراكيب متشابهة في جميع الأحماض النووية: الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA)، والحمض النووي الريبوزي (RNA)، وهجائنهما" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 277 (31): 27622-27628 . doi : 10.1074/jbc.M201978200 . PMID 12006568 . 
  90. ^ بالاندينا أ، كلاريت إل، هينج-أرونيس آر، روفيير-يانيف جي (فبراير 2001). "إن بروتين الإشريكية القولونية الشبيه بالهيستون HU ينظم ترجمة rpoS" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئية . 39 (4): 1069–79 . دوى : 10.1046/j.1365-2958.2001.02305.x . بميد 11251825 . 
  91. 1 2 تشيان ز، ماكفانين م، ديميترياديس إي ك، هي إكس، زوركين ف، أدهيا س (أغسطس 2015). " حمض نووي ريبوزي غير مشفر جديد يُرتب تنظيم الكروموسومات البكتيرية" . mBio . 6 (4) e00998-15. doi : 10.1128/mBio.00998-15 . PMC 4550694. PMID 26307168 .  
  92. تشيان ز، زوركين ف ب، أدهيا س (نوفمبر 2017). "الإشريكية القولونية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 114 ( 46): 12225-12230 . doi : 10.1073/pnas.1711285114 . PMC 5699063. PMID 29087325 .  
  93. باور دبليو آر، كريك إف إتش، وايت جيه إتش (يوليو 1980). "الحمض النووي فائق الالتفاف". مجلة ساينتفك أمريكان . 243 (1): 100-113 . PMID 6256851 . 
  94. "معامل الربط" . www.encyclopediaofmath.org . موسوعة الرياضيات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22-02-2020 .
  95. 1 2 3 بيتس إيه دي، ماكسويل إيه (2005). طوبولوجيا الحمض النووي ( الطبعة الثانية). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN  978-0-19-856709-7. OCLC 56793994 . 
  96. 1 2 3 فولوغودسكي إيه في (1992). طوبولوجيا وفيزياء الحمض النووي الدائري . الصحافة اتفاقية حقوق الطفل. رقم ISBN 0-8493-4228-7. OCLC 635611152 . 
  97. سيندن، آر آر (2006). بنية ووظيفة الحمض النووي . إلسيفير. رقم ISBN 978-0-12-645750-6. OCLC 698461259 . 
  98. 1 2 سيندن آر آر، كارلسون جيه أو، بيتيجون دي إي (أكتوبر 1980). "التوتر الالتوائي في اللولب المزدوج للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) المقاس باستخدام ثلاثي ميثيل بسورالين في خلايا الإشريكية القولونية الحية: قياسات مماثلة في خلايا الحشرات والخلايا البشرية". الخلية . 21 ( 3): 773-83 . doi : 10.1016/0092-8674(80)90440-7 . PMID 6254668. S2CID 2503376 .  
  99. غريفيث، ج. د. (فبراير 1976). "تصوير الحمض النووي بدائيات النوى في ألياف شبيهة بالكروماتين ذات تكثيف منتظم" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 73 (2): 563-567 . Bibcode : 1976PNAS...73..563G . doi : 10.1073/pnas.73.2.563 . PMC 335950. PMID 1108025 .  
  100. 1 2 3 بوستو إل، هاردي سي دي، أرسواغا جيه، كوزاريلي إن آر (يوليو 2004). "بنية النطاق الطوبولوجي لكروموسوم الإشريكية القولونية" . الجينات والتطور . 18 (14): 1766-79 . doi : 10.1101/gad.1207504 . PMC 478196. PMID 15256503 .  
  101. 1 2 بليسكا جيه بي، كوزاريلي إن آر (مارس 1987). "استخدام إعادة التركيب الموضعي كأداة لدراسة بنية الحمض النووي واستقلابه في الكائنات الحية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 194 (2): 205-18 . doi : 10.1016/0022-2836(87)90369-x . PMID 3039150 . 
  102. هولمز، في. إف.، وكوزاريلي، إن. آر. (فبراير 2000). "إغلاق الحلقة: الروابط بين بروتينات SMC وتقسيم الكروموسوم، وتكثيفه، والتفافه الفائق" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 97 (4): 1322-1324 . Bibcode : 2000PNAS...97.1322H . doi : 10.1073/pnas.040576797 . PMC 34294. PMID 10677457 .  
  103. شامبو، ج. ج . (2001). "إنزيمات توبويزوميراز الحمض النووي: التركيب والوظيفة والآلية". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 70 : 369-413 . doi : 10.1146/annurev.biochem.70.1.369 . PMID 11395412. S2CID 18144189 .  
  104. جيليرت م، ميزوتشي ك، أوديا م هـ، ناش هـ أ (نوفمبر 1976). "إنزيم جيريز الحمض النووي: إنزيم يُدخل لفات حلزونية فائقة في الحمض النووي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 73 (11): 3872-3876 . Bibcode : 1976PNAS...73.3872G . doi : 10.1073/pnas.73.11.3872 . PMC 431247. PMID 186775 .  
  105. 1 2 3 ديبيو، ر. إي.، ليو، ل. ف. ، وانغ، ج. س. (يناير 1978). "التفاعل بين الحمض النووي وبروتين أوميغا في الإشريكية القولونية. تكوين مركب بين الحمض النووي أحادي السلسلة وبروتين أوميغا" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 253 (2): 511-518 . doi : 10.1016/S0021-9258(17)38239-X . PMID 338610 . 
  106. كيركيغارد ك، وانغ جيه سي (أكتوبر 1978). "ربط حلقات أحادية السلسلة من تسلسلات القواعد المتكاملة بواسطة إنزيم توبويزوميراز الحمض النووي الأول في الإشريكية القولونية" . أبحاث الأحماض النووية . 5 (10): 3811-20 . doi : 10.1093/nar/5.10.3811 . PMC 342711. PMID 214763 .  
  107. 1 2 راجي أ، زابيل دي جيه، لوفير سي إس، ديبيو آر إي (يونيو 1985). "التحليل الجيني للطفرات التي تعوض عن فقدان إنزيم توبويزوميراز الحمض النووي الأول في بكتيريا الإشريكية القولونية" . مجلة علم البكتيريا . 162 (3): 1173-1179 . doi : 10.1128/JB.162.3.1173-1179.1985 . PMC 215900. PMID 2987184 .  
  108. دين ف، كراسنو م أ، أوتر ر، ماتزوك م م، سبينغلر س ج، كوزاريلي ن ر (1983). "إنزيمات توبويزوميراز من النوع الأول في الإشريكية القولونية: تحديدها، وآليتها، ودورها في إعادة التركيب". ندوة كولد سبرينغ هاربور حول البيولوجيا الكمية . 47 (2): 769-77 . doi : 10.1101/sqb.1983.047.01.088 . PMID 6305585 . 
  109. زيكيدريش إي إل، خودورسكي إيه بي، باشيلير إس، شنايدر آر، تشين دي، ليلي دي إم، وآخرون (مارس 2000). "أدوار إنزيمات التوبويزوميراز في الحفاظ على حالة الالتفاف الفائق للحمض النووي في بكتيريا الإشريكية القولونية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 275 (11): 8103-13 . doi : 10.1074/jbc.275.11.8103 . PMID 10713132 .  
  110. كاتو ج، نيشيمورا ي، إمامورا ر، نيكي هـ، هيراغا س، سوزوكي هـ (أكتوبر 1990). "إنزيم توبويزوميراز جديد ضروري لفصل الكروموسومات في الإشريكية القولونية". الخلية . 63 ( 2): 393-404 . doi : 10.1016/0092-8674(90)90172-b . PMID 2170028. S2CID 42122316 .  
  111. ليو إل إف، وانغ جيه سي (أكتوبر 1987). "الالتفاف الفائق لقالب الحمض النووي أثناء النسخ" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 84 (20): 7024-7 . Bibcode : 1987PNAS...84.7024L . doi : 10.1073 / pnas.84.20.7024 . PMC 299221. PMID 2823250 .  
  112. 1 2 كوزين ف، ليو ج، سانفورد س، تشونغ هـ ج، ليفينز د (نوفمبر 2004). "الاستجابة الديناميكية للحمض النووي في المنطقة المجاورة للجين للإجهاد الالتوائي الناتج عن النسخ" . مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية والجزيئية . 11 (11): 1092-100 . doi : 10.1038/nsmb848 . PMID 15502847. S2CID 28956216 .  
  113. روفيير-يانيف ج، يانيف م، جيرموند جيه إي (يونيو 1979). "بروتين ربط الحمض النووي HU في الإشريكية القولونية يُشكّل بنية شبيهة بالنيوكليوسوم مع الحمض النووي الدائري مزدوج السلاسل". الخلية . 17 ( 2): 265-274 . doi : 10.1016/0092-8674(79)90152-1 . PMID 222478. S2CID 28092421 .  
  114. برويلز إس إس، بيتيجون دي إي (يناير 1986). "تفاعل بروتين HU في الإشريكية القولونية مع الحمض النووي. دليل على تكوين تراكيب شبيهة بالنيوكليوسوم مع تغير في درجة اللف الحلزوني للحمض النووي". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 187 (1): 47-60 . doi : 10.1016/0022-2836(86)90405-5 . PMID 3514923 . 
  115. ^ كوندوكاد بي، كونغ بي، فان دير ماريل جي آر، دويل بي إس (سبتمبر 2013). "صلابة الانحناء المعتمدة على الوقت والتطور الحلزوني للحمض النووي عن طريق إعادة ترتيب بروتين HU المرتبط" . أبحاث الأحماض النووية . 41 (17): 8280– 8. دوى : 10.1093/nar/gkt593 . بمك 3783175 . بميد 23828037 .  
  116. تابر إيه إي، أوين-هيوز تي إيه، أوسيري دي دبليو، سانتوس دي إس، فيرغسون دي جيه، سايدبوثام جيه إم، وآخرون . (يناير 1994). "يُغير البروتين المرتبط بالكروماتين H-NS بنية الحمض النووي في المختبر" . مجلة EMBO . 13 (1): 258-268 . doi : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06256.x . PMC 394800. PMID 8306968 .   
  117. 1 2 شنايدر ر، لورز ر، لودر ج، تولكسدورف س، ترافرز أ، موشكيليشفيلي ج (ديسمبر 2001). " دور بنيوي لبروتين الكروماتين FIS في بكتيريا الإشريكية القولونية في تنظيم الحمض النووي" . أبحاث الأحماض النووية . 29 (24): 5107-14 . doi : 10.1093/nar/29.24.5107 . PMC 97572. PMID 11812843 .  
  118. شنايدر ر، ترافرز أ، كوتاتيلادزه ت، موشكيليشفيلي ج (ديسمبر 1999). "بروتين معماري للحمض النووي يربط بين وظائف الخلية وبنية الحمض النووي في الإشريكية القولونية" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 34 (5): 953-964 . doi : 10.1046/j.1365-2958.1999.01656.x . PMID 10594821 . 
  119. 1 2 بن سعيد أ، ألميدا أ، درليكا ك، روفيير-يانيف ج (فبراير 1996). "الحديث المتبادل بين التوبويزوميراز I و HU في الإشريكية القولونية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 256 (2): 292-300 . دوى : 10.1006/jmbi.1996.0086 . بميد 8594197 . 
  120. ^ مالك م، بن سعيد أ، روفيير-يانيف ج، درليكا ك (فبراير 1996). “البروتين الشبيه بالهيستون HU وطوبولوجيا الحمض النووي البكتيري: قمع نقص HU بواسطة طفرات الجيريز”. مجلة البيولوجيا الجزيئية . 256 (1): 66-76 . دوى : 10.1006/jmbi.1996.0068 . بميد 8609614 . 
  121. 1 2 ماريانز كيه جيه (يوليو 1987). "فك تشابك ثنائيات الحمض النووي المرتبطة بسلاسل متعددة بواسطة إنزيم DNA gyrase" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 262 (21): 10362-8 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)61121-4 . PMID 3038875 . 
  122. 1 2 3 سيندن آر آر، بيتيجون دي إي (يناير 1981). "تُفصل الكروموسومات في خلايا الإشريكية القولونية الحية إلى نطاقات من الالتفاف الفائق" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 78 (1): 224-228 . Bibcode : 1981PNAS...78..224S . doi : 10.1073/pnas.78.1.224 . PMC 319024. PMID 6165987 .  
  123. هيغينز، ن. ب.، يانغ، إكس.، فو، كيو.، روث، جيه. آر. (مايو 1996). "مسح نطاق اللفائف الفائقة باستخدام نظام تحليل غاما دلتا في السالمونيلا التيفية" . مجلة علم البكتيريا . 178 (10): 2825-35 . doi : 10.1128/jb.178.10.2825-2835.1996 . PMC 178017. PMID 8631670 .  
  124. يان واي، دينغ واي، لينغ إف، دنلاب دي، فينزي إل (مايو 2018). "الحلقات التي تتوسطها البروتينات في الحمض النووي فائق الالتفاف تُنشئ نطاقات طوبولوجية كبيرة" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 46 (9): 4417-4424 . doi : 10.1093/nar/gky153 . PMC 5961096. PMID 29538766 .  
  125. لينغ ف ، تشين ب، دنلاب د د (ديسمبر 2011). "تقسيم جزيء الحمض النووي فائق الالتفاف إلى نطاقين طوبولوجيين مستقلين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 108 (50): 19973-19978 . Bibcode : 2011PNAS..10819973L . doi : 10.1073/pnas.1109854108 . PMC 3250177. PMID 22123985 .  
  126. مولان إل، رحموني إيه آر، بوكارد إف (يناير 2005). "العوازل الطوبولوجية تثبط انتشار اللفائف الفائقة الموجبة الناتجة عن النسخ في كروموسوم الإشريكية القولونية" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 55 (2): 601-10 . doi : 10.1111/j.1365-2958.2004.04411.x . PMID 15659173 . 
  127. ديمري جي بي، رود كي إي، مورغان إم كي، بيات إتش، أميس جي إف (يوليو 1992). "التخطيط الفيزيائي لتسلسلات متناظرة متكررة خارج الجينات في الإشريكية القولونية والتوزيع التطوري بين سلالات الإشريكية القولونية وبكتيريا معوية أخرى" . مجلة علم البكتيريا . 174 (14): 4583-93 . doi : 10.1128/jb.174.14.4583-4593.1992 . PMC 206253. PMID 1624447 .  
  128. دينغ إس، شتاين آر إيه، هيغينز إن بي (مارس 2004). "الحواجز الناتجة عن النسخ لانتشار اللفائف الفائقة في كروموسوم السالمونيلا التيفية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (10): 3398-403 . Bibcode : 2004PNAS..101.3398D . doi : 10.1073/pnas.0307550101 . PMC 373473. PMID 14993611 .  
  129. دينغ إس، شتاين آر إيه، هيغينز إن بي (سبتمبر 2005). "تنظيم نطاقات اللفائف الفائقة وإعادة تنظيمها عن طريق النسخ" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 57 (6): 1511-21 . doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04796.x . PMC 1382059. PMID 16135220 .  
  130. بوكر، ب.م.، دينغ، س.، هيغينز، ن.ب. (ديسمبر 2010). "بنية الحمض النووي للأوبيرونات عالية النسخ في السالمونيلا المعوية نمط مصلي التيفيموريوم" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 78 (6): 1348-1364 . doi : 10.1111/j.1365-2958.2010.07394.x . PMID 21143310 . 
  131. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Lioy VS, Cournac A, Marbouty M, Duigou S, Mozziconacci J, Espéli O, et al. (فبراير 2018). "الهيكلة متعددة النطاق لكروموسوم E. coli بواسطة البروتينات المرتبطة بالنوكليويد والمكثفات" . خلية . 172 (4): 771-783.e18. دوى : 10.1016/j.cell.2017.12.027 . بميد 29358050 .  
  132. ألميرون م، لينك أ ج، فورلونغ د، كولتر ر (ديسمبر 1992). "بروتين جديد يرتبط بالحمض النووي وله أدوار تنظيمية ووقائية في بكتيريا الإشريكية القولونية المُجاعة" . الجينات والتطور . 6 (12ب): 2646-54 . doi : 10.1101/gad.6.12b.2646 . PMID 1340475. S2CID 10308477 .  
  133. 1 2 Frenkiel-Krispin D, Ben-Avraham I, Englander J, Shimoni E, Wolf SG, Minsky A (يناير 2004). "إعادة هيكلة النواة في البكتيريا في حالة السكون" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 51 (2): 395-405 . doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03855.x . PMID 14756781 . 
  134. بول، سي. أ.، أوسونا، ر.، فيرغسون، ك. س.، جونسون، ر. س. (ديسمبر 1992). " تغيرات جذرية في مستويات بروتين Fis عند زيادة المغذيات في بكتيريا الإشريكية القولونية" . مجلة علم البكتيريا . 174 (24): 8043-56 . Bibcode : 1992JBact.174.8043B . doi : 10.1128/jb.174.24.8043-8056.1992 . PMC 207543. PMID 1459953 .  
  135. كلاريت إل، روفيير-يانيف جيه (أكتوبر 1997). "تغير تركيب بروتين HU أثناء نمو الإشريكية القولونية: ثنائي الوحدات غير المتجانس ضروري للبقاء على المدى الطويل". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 273 (1): 93-104 . doi : 10.1006/jmbi.1997.1310 . PMID 9367749 . 
  136. 1 2 3 بدرينارايانان أ، ليسترلين س، رييس-لاموث ر، شيرات د (سبتمبر 2012). "مركب SMC في الإشريكية القولونية، MukBEF، يُشكّل تنظيم النواة بشكل مستقل عن تضاعف الحمض النووي" . مجلة علم البكتيريا . 194 (17): 4669-76 . doi : 10.1128/JB.00957-12 . PMC 3415497. PMID 22753058 .  
  137. 1 2 3 بيتروشينكو، ز.م.، لاي، س.هـ.، ريبينكوف، ف.ف. (نوفمبر 2006). "التفاعلات التضادية بين الكليسينات والحمض النووي مع الكوندنسين البكتيري MukB" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (45): 34208-17 . doi : 10.1074/jbc.M606723200 . PMC 1634889. PMID 16982609 .  
  138. 1 2 3 لال أ، دار أ، تروستل أ، كوزين ف، سيشاساي أ.س، أدهيا س (مارس 2016). " أنماط الالتفاف الفائق على نطاق الجينوم في كروموسوم بكتيري" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 11055. Bibcode : 2016NatCo...711055L . doi : 10.1038/ncomms11055 . PMC 4820846. PMID 27025941 .  
  139. 1 2 كار إس، إدغار آر، أدهيا إس (نوفمبر 2005). "إعادة تشكيل النواة بواسطة بروتين HU مُعدَّل: إعادة تنظيم برنامج النسخ" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 102 (45): 16397-402 . Bibcode : 2005PNAS..10216397K . doi : 10.1073/pnas.0508032102 . PMC 1283455. PMID 16258062 .  
  140. ليم سي جيه، لي إس واي، كيني إل جيه، يان جيه (2012). "تكوين خيوط البروتين النووي هو الأساس البنيوي لكبت جين البروتين H-NS البكتيري" . التقارير العلمية . 2 509. Bibcode : 2012NatSR...2..509L . doi : 10.1038/srep00509 . PMC 3396134. PMID 22798986 .  
  141. آكي تي، تشوي إتش إي، أدهيا إس (فبراير 1996). "بروتين HU الشبيه بالهيستون كمنظم نسخ محدد: دوره كعامل مساعد في كبح نسخ جين gal بواسطة مثبط GAL" . جينات إلى خلايا . 1 (2): 179-188 . doi : 10.1046/j.1365-2443.1996.d01-236.x . PMID 9140062 . 
  142. باجل، جيه إم، وينكلمان، جيه دبليو، آدامز، سي دبليو، هاتفيلد، جي دبليو (أبريل 1992). "تنظيم بدء النسخ من المحفزات المتتالية لأوبيرون ilvGMEDA في الإشريكية القولونية بواسطة بنية الحمض النووي". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 224 (4): 919-935 . doi : 10.1016/0022-2836(92)90460-2 . PMID 1569580 . 
  143. باريك، بي إس، وهاتفيلد، جي دبليو (فبراير 1996). "تنشيط النسخ بواسطة انحناء الحمض النووي الناتج عن البروتين: دليل على نموذج انتقال بنيوي للحمض النووي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 93 (3): 1173-1177 . Bibcode : 1996PNAS...93.1173P . doi : 10.1073/pnas.93.3.1173 . PMC 40051. PMID 8577735 .  
  144. 1 2 3 دورمان سي جيه، دورمان إم جيه (سبتمبر 2016). "التفاف الحمض النووي الفائق مبدأ تنظيمي أساسي في التحكم في التعبير الجيني البكتيري" . مراجعات الفيزياء الحيوية . 8 (3): 209-220 . doi : 10.1007/s12551-016-0205-y . PMC 5425793. PMID 28510224 .  
  145. تشونغ إس، تشين سي، جي إتش، شي إكس إس (يوليو 2014). " آلية الانفجار النسخي في البكتيريا" . الخلية . 158 (2): 314-326 . doi : 10.1016/j.cell.2014.05.038 . PMC 4105854. PMID 25036631 .  
  146. بيرغر م، جيرجانوفا ف، بيرغر ب، رابيتانو ر، ليسيكوفاس ف، دوبريندت يو (أغسطس 2016). "جينات على سلك: البروتين HU المرتبط بالنواة يعزل وحدات النسخ في الإشريكية القولونية" . التقارير العلمية . 6 31512. Bibcode : 2016NatSR...631512B . doi : 10.1038/srep31512 . PMC 4992867. PMID 27545593 .  
  147. ^ كولي بي، السودان إس، فيتزجيرالد د، أدهيا إس، كار إس (2011). "تحويل الإشريكية القولونية المتعايشة K-12 إلى شكل غازي عبر التعبير عن بروتين يشبه الهيستون الطافر" . مبيو . 2 (5) e00182-11. دوى : 10.1128/mBio.00182-11 . بمك 3172693 . بميد 21896677 .  
  148. 1 2 3 كار إس، تشوي إي جيه، غو إف، ديميترياديس إي كيه، كوتوفا إس إل، أدهيا إس (ديسمبر 2006). "التفاف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) باتجاه اليمين بواسطة شكل ثماني من البروتين الشبيه بالهيستون HU: تعديل النسخ الخلوي" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (52): 40144-53 . doi : 10.1074/jbc.M605576200 . PMID 17062578 . 
  149. 1 2 كار إس، تشوي إي جيه، غو إف، ديميترياديس إي كيه، كوتوفا إس إل، أدهيا إس (ديسمبر 2006). "التفاف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) باتجاه اليمين بواسطة شكل ثماني من البروتين الشبيه بالهيستون HU: تعديل النسخ الخلوي" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (52): 40144-53 . doi : 10.1074/jbc.M605576200 . PMID 17062578 . 
  150. 1 2 أولمان، ف. (يوليو 2016). "مجمعات SMC: من الحمض النووي إلى الكروموسومات" . مجلة Nature Reviews Molecular Cell Biology . 17 (7): 399-412 . doi : 10.1038/nrm.2016.30 . PMID 27075410. S2CID 20398243 .  
  151. ديكر ج، ريب ك، ديكر م، كليكنر ن (فبراير 2002). "التقاط بنية الكروموسوم". مجلة ساينس . 295 (5558): 1306-1311 . رمز Bibcode : 2002Sci...295.1306D . doi : 10.1126/science.1067799 . PMID 11847345. S2CID 3561891 .  
  152. ليبرمان-أيدن إي، فان بيركوم إن إل، ويليامز إل، إيماكاييف إم، راغوتشي تي، تيلينغ إيه، وآخرون . (أكتوبر 2009). " رسم خرائط شامل للتفاعلات بعيدة المدى يكشف مبادئ طي الجينوم البشري" . مجلة ساينس . 326 (5950): 289-293 . Bibcode : 2009Sci...326..289L . doi : 10.1126/science.1181369 . PMC 2858594. PMID 19815776 .   
  153. 1 2 3 4 Le TB, Imakaev MV, Mirny LA, Laub MT (نوفمبر 2013). "رسم خرائط عالية الدقة للتنظيم المكاني لكروموسوم بكتيري" . مجلة ساينس . 342 (6159): 731-734 . Bibcode : 2013Sci...342..731L . doi : 10.1126/science.1242059 . PMC 3927313. PMID 24158908 .  
  154. وانغ إكس، لي تي بي، لاجوي بي آر، ديكر جيه، لاوب إم تي، رودنر دي زد (أغسطس 2015). " يعزز الكوندنسين تجاور الحمض النووي المحيط بموقع التحميل الخاص به في بكتيريا العصوية الرقيقة" . الجينات والتطور . 29 (15): 1661-1675 . doi : 10.1101/gad.265876.115 . PMC 4536313. PMID 26253537 .  
  155. ديكر ج، هيرد إي (أكتوبر 2015). " التنوع البنيوي والوظيفي للمجالات المرتبطة طوبولوجيًا" . رسائل FEBS . 589 (20 الجزء أ): 2877-84 . Bibcode : 2015FEBSL.589.2877D . doi : 10.1016/j.febslet.2015.08.044 . PMC 4598308. PMID 26348399 .  
  156. نيكي هـ، هيراغا س (أبريل 1998). "التموضع القطبي لأصل ونهاية التضاعف في نوى الإشريكية القولونية أثناء انقسام الكروموسوم" . الجينات والتطور . 12 (7): 1036-1045 . doi : 10.1101/gad.12.7.1036 . PMC 316681. PMID 9531540 .  
  157. نيكي هـ، ياماإيتشي ي، هيراغا س (يناير 2000). " التنظيم الديناميكي للحمض النووي الصبغي في الإشريكية القولونية" . الجينات والتطور . 14 (2): 212-223 . doi : 10.1101/gad.14.2.212 . PMC 316355. PMID 10652275 .  
  158. بوكارد ف، إسناولت إي، فالينس م (يوليو 2005). "الترتيب المكاني وتنظيم النطاقات الكبيرة للكروموسومات البكتيرية" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 57 (1): 9-16 . doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04651.x . PMID 15948945 . 
  159. دويغو إس، بوكارد إف (مايو 2017). "التنظيم الكروموسومي بعيد المدى في الإشريكية القولونية: يحدد موقع منشأ التضاعف المناطق غير المنظمة والمجالات الكبيرة اليمنى واليسرى" . مجلة PLOS Genetics . 13 (5) e1006758. doi : 10.1371/journal.pgen.1006758 . PMC 5441646. PMID 28486476 .  
  160. 1 2 3 نوليفوس إس، أبتون إيه إل، بدرينارايانان إيه، مولر جيه، زاوادزكا كيه، ويكتور جيه، وآخرون . (يناير 2016). "ينظم بروتين MatP العمل المنسق لإنزيم توبويزوميراز IV وبروتين MukBEF في فصل الكروموسومات" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 10466. Bibcode : 2016NatCo...710466N . doi : 10.1038/ncomms10466 . PMC 4738335. PMID 26818444 .   
  161. 1 2 دوباين، ب.، تونثات، ن. ك.، إسبيلي، أ.، ويتفيل، ت.، بوكارد، ف.، شوماخر، م. أ. (نوفمبر 2012). " الأساس الجزيئي لآلية ربط الحمض النووي بوساطة البروتين والتي تعمل على تكثيف كروموسوم الإشريكية القولونية" . الخلية الجزيئية . 48 (4): 560-71 . doi : 10.1016/j.molcel.2012.09.009 . PMC 7505563. PMID 23084832 .  
  162. وانغ إس، كوستيك آر، غاردنر جيه إف، غومبورت آر آي (أكتوبر 1995). "الارتباط النوعي لعامل التكامل المضيف في الإشريكية القولونية يشمل كلاً من الأخاديد الرئيسية والثانوية للحمض النووي". الكيمياء الحيوية . 34 (40): 13082-90 . doi : 10.1021/bi00040a020 . PMID 7548068 . 
  163. كاراس، ف. أ.، ويسترلاكن، إ.، ماير، أ. س. (أكتوبر 2015). "بروتين ربط الحمض النووي من الخلايا المُجَوَّعة (Dps) يستخدم وظيفتين للدفاع عن الخلايا ضد ضغوط متعددة" . مجلة علم البكتيريا . 197 (19): 3206-3215 . doi : 10.1128/JB.00475-15 . PMC 4560292. PMID 26216848 .  
  164. وو جيه إس، ليم جيه إتش، شين إتش سي، سوه إم كيه، كو بي، لي كيه إتش، وآخرون (يناير 2009). " دراسات بنيوية لمركب كوندنسين بكتيري تكشف عن تعطيل تفاعلات الوحدات الفرعية المعتمدة على الأدينوسين ثلاثي الفوسفات" (ملف PDF) . مجلة Cell . 136 (1): 85-96 . doi : 10.1016/j.cell.2008.10.050 . PMID 19135891. S2CID 4608756 .   
  165. 1 2 3 4 5 بدرينارايانان أ، رييس-لاموث ر، أوفوف س، ليك م.س، شيرات د.ج (أكتوبر 2012). "بنية وعمل الصيانة البنيوية البكتيرية لبروتينات الكروموسوم في الجسم الحي" . مجلة ساينس . 338 (6106): 528-531 . Bibcode : 2012Sci...338..528B . doi : 10.1126 / science.1227126 . PMC 3807729. PMID 23112333 .  
  166. كومار ر، جروسبارت م، نيرس ب، بانج س، وايمان س ل، ماريانز ك ج (أكتوبر 2017). "يقوم مكثف البكتيري MukB بتكثيف الحمض النووي عن طريق عزل اللفائف الفائقة وتثبيت الحلقات المعزولة طوبولوجيًا" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 292 (41): 16904-16920 . doi : 10.1074/jbc.M117.803312 . PMC 5641887. PMID 28842486 .  
  167. نيكي هـ، إمامورا ر، كيتاوكا م، ياماناكا ك، أوغورا ت، هيراغا س (ديسمبر 1992). "بروتين MukB في بكتيريا الإشريكية القولونية، المتورط في انقسام الكروموسوم، يشكل ثنائيًا متجانسًا ذو بنية قضيبية مفصلية، وله نشاط ارتباط بالحمض النووي DNA ونشاط ارتباط ATP/GTP" . مجلة EMBO . 11 (13): 5101-5109 . doi : 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05617.x . PMC 556988. PMID 1464330 .  
  168. ميلبي، تي إي، تشامباغليو، سي إن، بريسكو، جي، إريكسون، إتش بي (سبتمبر 1998). " البنية المتناظرة لبروتينات صيانة بنية الكروموسومات (SMC) وبروتينات MukB: لفائف طويلة متوازية عكسيًا، مطوية عند مفصل مرن" . مجلة بيولوجيا الخلية . 142 (6): 1595-1604 . doi : 10.1083/jcb.142.6.1595 . PMC 2141774. PMID 9744887 .  
  169. 1 2 يامازوي م، أونوغي ت، سوناكو ي، نيكي ه، ياماناكا ك، إيتشيمورا ت، وآخرون . (نوفمبر 1999). "تكوين معقدات بروتينات MukB وMukE وMukF المشاركة في تقسيم الكروموسوم في الإشريكية القولونية" . مجلة EMBO . 18 (21): 5873-84 . doi : 10.1093/emboj / 18.21.5873 . PMC 1171653. PMID 10545099 .   
  170. لي واي، ستيوارت إن كيه، بيرغر إيه جيه، فوس إس، شوفلر إيه جيه، بيرغر جيه إم، وآخرون . (نوفمبر 2010). "يحفز بروتين التكثيف MukB في بكتيريا الإشريكية القولونية نشاط إنزيم توبويزوميراز IV من خلال تفاعل فيزيائي مباشر" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 ( 44): 18832-18837 . doi : 10.1073/pnas.1008678107 . PMC 2973889. PMID 20921377 .   
  171. فوس إس إم، ستيوارت إن كيه، أوكلي إم جي، بيرغر جيه إم (نوفمبر 2013). "الأساس البنيوي لتفاعل MukB-topoisomerase IV وآثاره الوظيفية في الجسم الحي" . مجلة EMBO . 32 (22): 2950-2962 . doi : 10.1038/emboj.2013.218 . PMC 3832749. PMID 24097060 .  
  172. نيكولاس إي، أبتون إيه إل، أوفوف إس، هنري أو، بدرينارايانان إيه، شيرات دي (فبراير 2014). "يقوم مُركّب SMC MukBEF بتجنيد إنزيم توبويزوميراز IV إلى منطقة بدء التضاعف في بكتيريا الإشريكية القولونية الحية" . mBio . 5 ( 1) e01001-13. doi : 10.1128/mBio.01001-13 . PMC 3950513. PMID 24520061 .  
  173. زاوادزكي ب، ستراسي م، جيندا ك، زاوادزكا ك، ليسترلين س، كابانيديس أ ن، وآخرون . (ديسمبر 2015). "تحديد موقع وعمل إنزيم توبويزوميراز الرابع في فصل كروموسومات الإشريكية القولونية يتم تنسيقه بواسطة مركب SMC، MukBEF" . تقارير الخلية . 13 (11): 2587-2596 . doi : 10.1016/j.celrep.2015.11.034 . PMC 5061553. PMID 26686641 .   
  174. 1 2 3 باكستر ج، أوليفر أ.و، شالبيتر س.أ (يناير 2019). "هل معقدات SMC عوامل بثق الحلقات؟ ربط النظرية بالحقائق" . BioEssays . 41 (1) e1800182. doi : 10.1002/bies.201800182 . PMID 30506702 . 
  175. ^ زاوادزكا ك، زاوادزكي بي، بيكر آر، راجاسيكار كيه في، فاغنر إف، شيرات دي جي، وآخرون . (يناير 2018). "يتم تنظيم MukB ATPases بشكل مستقل من خلال نطاقات N- وC لـ MukF kleisin" . الحياة الإلكترونية . 7 إي31522. دوى : 10.7554/eLife.31522 . بمك 5812716 . بميد 29323635 .   
  176. ساويتزكي، جيه إيه، وأوستن، إس (فبراير 2000). "كبح عيوب انفصال الكروموسومات في طفرات muk في الإشريكية القولونية بواسطة طفرات في توبويزوميراز I" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 97 (4): 1671-1676 . Bibcode : 2000PNAS...97.1671S . doi : 10.1073 / pnas.030528397 . PMC 26494. PMID 10660686 .  
  177. أداتشي إس، هيراغا إس (يوليو 2003). "طفرات تثبط فرط الحساسية للنوفوبيوسين لطفرة mukB الصفرية" . مجلة علم البكتيريا . 185 (13): 3690-3695 . doi : 10.1128/jb.185.13.3690-3695.2003 . PMC 161581. PMID 12813060 .  
  178. بيتروشينكو، ز.م.، لاي، س.هـ.، راي، ر.، ريبينكوف، ف.ف. (فبراير 2006). "إعادة تشكيل الحمض النووي بواسطة MukB. عقدة يمينية، التفاف فائق يساري" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (8): 4606-15 . doi : 10.1074/jbc.M504754200 . PMC 1633270. PMID 16368697 .  
  179. غال تي، براتون بي بي، سانشيز-فاسكيز بي، سليوكي إيه، سليوكي كيه، فيجل إيه، وآخرون . (أكتوبر 2016). " التموضع المشترك للمواقع الكروموسومية البعيدة في بكتيريا الإشريكية القولونية: نواة بكتيرية" . الجينات والتطور . 30 (20): 2272-2285 . doi : 10.1101/gad.290312.116 . PMC 5110994. PMID 27898392 .   
  180. جين دي جيه، كابريرا جيه إي (نوفمبر 2006). "ربط توزيع بوليميراز الحمض النووي الريبي بالتنظيم الجيني الشامل والبنية الديناميكية للنواة البكتيرية في الإشريكية القولونية". مجلة البيولوجيا التركيبية . 156 (2): 284-291 . doi : 10.1016/j.jsb.2006.07.005 . PMID 16934488 . 
  181. 1 2 3 تشيان زي، ديميترياديس إي كيه، إدغار آر، إسوارامورثي بي، أدهيا إس (يوليو 2012). "مثبط الجالاكتوز يتوسط اتصالات الكروموسومات بين القطاعات في الإشريكية القولونية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (28): 11336– 41. بيب كود : 2012PNAS..10911336Q . دوى : 10.1073/pnas.1208595109 . بمك 3396475 . بميد 22733746 .  
  182. ^ Weickert MJ، Adhya S (أكتوبر 1993). "منظم الجالاكتوز في الإشريكية القولونية" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئية . 10 (2): 245–51 . دوى : 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01950.x . بميد 7934815 . S2CID 6872903 .  
  183. 1 2 أجيرشو إي دي، كريستيانسن جي، شيفر إن بي، مادسن دي جيه، برودرسن دي إي، سيمسي إس، وآخرون . (يونيو 2016). "يتجمع منظم النسخ GalR ذاتيًا لتشكيل هياكل أنبوبية منتظمة للغاية" . التقارير العلمية . 6 27672. Bibcode : 2016NatSR...627672A . doi : 10.1038/ srep27672 . PMC 4899725. PMID 27279285 .   
  184. كافينوف ر، رايدر أو إيه (مارس 1976). " المجهر الإلكتروني للكروموسومات المطوية المرتبطة بالغشاء في بكتيريا الإشريكية القولونية". كروموسوما . 55 (1): 13-25 . doi : 10.1007/bf00288323 . PMID 767075. S2CID 31879250 .  
  185. وورسيل أ، بورجي إي (يناير 1974). "خصائص شكل مرتبط بالغشاء من الكروموسوم المطوي لبكتيريا الإشريكية القولونية". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 82 (1): 91-105 . doi : 10.1016/0022-2836(74)90576-2 . PMID 4594427 . 
  186. روجياني م، غوليان م (2015). "تفاعلات الكروموسوم مع الغشاء في البكتيريا". المراجعة السنوية لعلم الوراثة . 49 : 115-29 . doi : 10.1146/annurev-genet-112414-054958 . PMID 26436460 . 
  187. ليبي إي إيه، روجياني إم، غوليان إم (مايو 2012). "يحفز التعبير عن البروتينات الغشائية إعادة تموضع الموضع الكروموسومي في البكتيريا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 109 (19): 7445-50 . Bibcode : 2012PNAS..109.7445L . doi : 10.1073/pnas.1109479109 . PMC 3358875. PMID 22529375 .  
  188. برامير إس، روش تي سي، الأنداري جيه، هوير إي، شوارتز جيه، غراومان بي إل، وآخرون (2019). "ارتباط الحمض النووي يوجه تموضع مستقبل غشائي متكامل من عائلة ToxR" . مجلة كوميونيكيشنز بيولوجي . 2 4. doi : 10.1038/s42003-018-0248-7 . PMC 6320335. PMID 30740540 .   
  189. إسبيلي أو، بورن ر، دوبين ب، ثيل أ، جيجانت إي، ميرسييه ر، وآخرون . (مايو 2012). " تفاعل MatP-divisome ينسق انفصال الكروموسومات مع انقسام الخلية في الإشريكية القولونية" . مجلة EMBO . 31 (14): 3198-211 . doi : 10.1038/emboj.2012.128 . PMC 3400007. PMID 22580828 .   
  190. برنهاردت تي جي، دي بوير بي إيه (مايو 2005). "SlmA، بروتين مرتبط بالنواة، يرتبط بـ FtsZ، وهو ضروري لمنع تجميع الحلقة الحاجزية فوق الكروموسومات في الإشريكية القولونية" . الخلية الجزيئية . 18 (5): 555-64 . doi : 10.1016/j.molcel.2005.04.012 . PMC 4428309. PMID 15916962 .  
  191. وولدريغ سي إل، جنسن بي آر، ويسترهوف إتش في (سبتمبر 1995). "بنية وتقسيم الحمض النووي البكتيري: هل تحددها قوى الانضغاط والتمدد؟" (ملف PDF) . رسائل علم الأحياء الدقيقة FEMS . 131 (3): 235-242 . doi : 10.1111/j.1574-6968.1995.tb07782.x . PMID 7557335 . 
  192. 1 2 فان هيلفورت جيه إم، هولز بي جي، فيشر إن أو، وولدرينج سي إل (مايو 1998). "تنفصل النيوكليوتيدات المندمجة بشكل أسرع من استطالة الخلية في خيوط الإشريكية القولونية pbpB(Ts) بعد التحرر من تثبيط الكلورامفينيكول" . علم الأحياء الدقيقة . 144 (5): 1309-1317 . doi : 10.1099/00221287-144-5-1309 . PMID 9611806 . 
  193. إلتسوف م، زوبر ب (نوفمبر 2006). "المجهر الإلكتروني النافذ للنواة البكتيرية". مجلة البيولوجيا التركيبية . 156 (2): 246-254 . doi : 10.1016/j.jsb.2006.07.007 . PMID 16978880 . 
  194. روبينو سي، كيلينبيرجر إي (يونيو 1994). " إعادة النظر في النواة البكتيرية" . مراجعات علم الأحياء الدقيقة . 58 (2): 211-232 . doi : 10.1128/mmbr.58.2.211-232.1994 . PMC 372962. PMID 7521510 .  
  195. سميث بي تي، غروسمان إيه دي، ووكر جي سي (يناير 2002). "تحديد موقع UvrA وتأثير تلف الحمض النووي على كروموسوم بكتيريا Bacillus subtilis" . مجلة علم البكتيريا . 184 (2): 488-93 . doi : 10.1128/jb.184.2.488-493.2002 . PMC 139587. PMID 11751826 .  
  196. أودسبو، آي.، وسكارستاد، ك. (أكتوبر 2009). "يؤدي انخفاض نشاط إنزيم ريدوكتاز الريبونوكليوتيد إلى إبطاء شوكة تضاعف الكروموسوم، لكنه لا يغير موضعها" . PLOS ONE . 4 (10) e7617. Bibcode : 2009PLoSO...4.7617O . doi : 10.1371/journal.pone.0007617 . PMC 2773459. PMID 19898675 .  
  197. ليفين-زيدمان إس، فرينكيل-كريسبين دي، شيموني إي، ساباناي آي، وولف إس جي، مينسكي إيه (يونيو 2000). "تجمعات RecA-DNA المنظمة داخل الخلايا: موقع محتمل للأنشطة التي تتوسطها RecA في الجسم الحي" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 97 (12): 6791-6 . Bibcode : 2000PNAS...97.6791L . doi : 10.1073/pnas.090532397 . PMC 18741. PMID 10829063 .  
  198. 1 2 ديلماس إس، دوجين آي جي، أليرز تي (يناير 2013). "يؤدي تلف الحمض النووي إلى تكثيف النيوكليوتيد عبر معقد Mre11-Rad50 في الأركيا هالوفراكس فولكاني" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 87 (1): 168-179 . doi : 10.1111/mmi.12091 . PMC 3565448. PMID 23145964 .