凝聚素介导的 DNA 环挤出的理论与模拟
软凝聚态物质
2021-10-27 v4 基因组学
摘要
数百兆碱基对长的人类染色体在小核体积中的凝聚是一个引人注目的现象。该过程由染色体环的形成驱动。消耗 ATP 的马达蛋白凝聚素与染色质片段相互作用以主动挤出环。受环挤出（LE）实时成像和磁镊实验测量的启发，我们建立了一个可解析求解的模型，预测 LE 速度和步长分布随外载的变化。该理论与实验数据定量吻合，并表明凝聚素必须经历由 ATP 结合引起的大构象变化，使马达的远端部分相互接近。使用简单模型的模拟证实，马达在开放态与闭合态之间转变，从而通过皱缩机制挤出环，类似于细菌转录中 DNA 气泡形成所提出的机制。马达结构域取向的变化在约 50 nm 范围内传递，连接马达头部与铰链，从而为 LE 提供了变构基础。
引用
@article{arxiv.2006.00129,
title = {Theory and Simulations of condensin mediated loop extrusion in DNA},
author = {Ryota Takaki and Atreya Dey and Guang Shi and Dave Thirumalai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00129},
year = {2021}
}