Chromatin: Structure,
Dynamics, Regulation
作者：Ralf Blossey
出版社：CRC Press
索书号：Q523/B656/2017/Y
ISBN：9781498729383
藏书地点：武大外教中心
染色质是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA 组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。染色体是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。实际上，两者化学组成没有差异，而包装程度即构型不同，是遗传物质在细胞周期不同阶段的不同表现形式。在真核细胞的细胞周期中，大部分时间是以染色质的形态而存在的。
如果说细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心，那么这个中心的最重要成员便是染色质。几乎所有细胞生命活动都要从染色质开始。我们知道细胞的成长、分裂甚至衰老与死亡都是受基因控制的，而细胞内基因存在与发挥功能的结构基础是染色质。与基因组直接相关的细胞活动都是在染色质水平进行的，如DNA复制、基因转录、同源重组、DNA修复，包括转录偶连的修复以及DNA和组蛋白的各种修饰。这些修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、亚硝基化和泛素化等。真核生物的基因组都是在细胞核的三维空间中发挥功能，如基因组的复制、DNA 突变、DNA 修复、基因的转录和调控、长链非编码 RNA 的传播和胚胎发育等。
20世纪70年代以前，人们关于染色质结构的传统看法认为，染色质是组蛋白包裹在DNA外面形成的纤维状结构。直到1974年Kornberg等人根据染色质的酶切和电镜观察，发现核小体是染色质组装的基本结构单位，提出染色质结构的"串珠"模型，从而更新了人们关于染色质结构的传统观念。每个核小体单位包括 200 bp左右的DNA超螺旋和一个组蛋白八聚体以及一个分子的组蛋白H1。组蛋白八聚体构成核小体的盘状核心颗粒，相对分子质量100 000，由4个异二聚体组成，包括两个H2A-H2B和两个H3-H4。146 bp的DNA分子超螺旋盘旋组蛋白八聚体1.75圈。组蛋白H1在核心颗粒外结合额外 20 bp DNA，锁住核小体DNA的进出端，起稳定核小体的作用。两个相邻核小体之间以连接DNA相连，典型长度 60 bp，不同物种变化值为 0~80 bp不等。组蛋白与DNA之间的相互作用主要是结构性的，基本不依赖于核苷酸的特异序列。正常情况下不与组蛋白结合的DNA，当与从动、植物中分离钝化的组蛋白共同孵育时，可以体外组装成核小体亚单位。实验表明，核小体具有自组装的性质。核小体沿DNA的定位受不同因素的影响。如非组蛋白与DNA特异性位点的结合，可影响邻近核小体的相位；DNA盘绕组蛋白核心的弯曲也是核小体相位的影响因素，因为富含AT的DNA片段优先存在于DNA双螺旋的小沟，面向组蛋白八聚体，而富含GC的DNA片段优先存在于DNA双螺旋的大沟，面向组蛋白八聚体，结果核小体倾向于形成富含AT和富含GC的理想分布，从而通过核小体相位改变影响基因表达。
人的每个体细胞所含DNA约6×109bp分布在46条染色体中，总长达2米，平均每条染色体DNA分子长约5厘米，而细胞核直径只有5~8微米，这就意味着从染色质DNA组装成染色体要压缩近万倍，相当于一个网球内包含有2千米长的细线。由DNA与组蛋白组装成核小体，在组蛋白H1的介导下核小体彼此连接形成直径约10纳米的核小体串珠结构，这是染色质组装的一级结构。不过在细胞中，染色质很少以这种伸展的串珠状形式存在。当细胞核经温和处理后，在电镜下往往会看到直径为30纳米的染色质纤维。在有组蛋白H1存在的情况下，由直径10纳米的核小体串珠结构螺旋盘绕，每圈6个核小体，形成外径25~30纳米，螺距12纳米的螺线管。组蛋白H1对螺线管的稳定起着重要作用。螺线管是染色质组装的二级结构。
这本书对任何对基因组学和表观遗传学领域感兴趣的科学家、学生或新手来说都是非常有用和鼓舞人心的。它说明了跨学科方法的必要性，以解决细胞生物学中一个主要的挑战：了解染色质是如何在真核细胞的细胞核中动态组织的，以及这如何影响基因组结构和功能。这本书清楚地表明，当使用统计力学和非线性物理的概念、方法、数值和实验技术时，人们可以对染色质介导的功能调节(包括转录、复制和修复)所涉及的多尺度和时间机制有新的认识。本书的每一章都包含了具体的例子，这些例子不仅被讨论过，而且还得到了分析和数字处理。这些例子很好地说明了真核细胞细胞核DNA分级组织中的不同包装顺序，从核小体结构到染色质纤维和染色质环， DNA序列元件可获得顺式调控因子和反式调控因子，以及通过染色质标记、组蛋白尾部修饰和染色质重塑对基因组的表观遗传调节。这本书为想要学习染色质专业知识的读者提供了一次初步的旅程，了解真核细胞核的时空复杂性。
《染色质的结构、动态变化以及调控》一书于2017年由CRC Press出版社出版，作者是Ralf Blossey。本书面向具有不同背景(生物、化学、物理、生物统计学/生物信息学)的广大读者，对相关概念进行了详细的介绍。因此，这本书为对染色质组织及其在基因调控中的作用感兴趣的人提供了一个很好的学习开端。作者在几个精心选择的主题中捕捉到了染色质生物学的复杂性，并建立了物理模型来解释近年来的各种实验观察结果。对于那些想要深入学习和了解染色质调控的人，这本书有很多参考资料，可以引导你朝着正确的方向前进。
本书作为研究染色质的结构、动态变化以及调控的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：
1、本书不仅介绍了染色质的基础知识，还详细介绍了方法和技术，并结合具体实例的应用，使读者能够更加全面地了解染色质的结构、动态变化以及调控。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，并予以注解，大大方便了大家在阅读过程中对染色质研究的专业术语的认知。
4、本书最鲜明的特点就是，图片生动形象，语言浅显易懂。语言介绍的同时，附上可以说明问题的图片，本来复杂枯燥的染色质相关知识变得简单易懂，增加了本书的趣味性，对于初学者有很大的帮助。
本书目录
2. DNA的拓扑学特性
3. 有/无染色体时基因的调控
4. 组蛋白和组蛋白作用酶
5. 染色质调控
6. 转录以外的染色质：剪接、修复和复制
7. 结论与展望
兰天 武汉大学生命科学学院 硕士研究生