Un nucleozom reprezintă cea mai mică unitate de ambalare a unui cromozom. Împreună cu proteina linker și ADN linker, nucleozomii fac parte din cromatină, materialul care alcătuiește cromozomi. Boală autoimună a cercului reumatic se poate dezvolta în asociere cu anticorpi la nucleozomi.
Ce este un nucleozom?
Nucleozomii sunt compuși din ADN înfășurat în jurul unui octamer de histone. Histonele sunt anumite proteine de bază molecule care dezvoltă o forță puternică de legare la lanțul ADN. În special, abundența de bază aminoacizi lizină și arginină asigură basicitatea histonelor. Baza proteine se poate lega strâns de ADN-ul acid pentru a forma structura strâns împachetată a nucleozomilor. Cu toate acestea, nucleozomul este doar cea mai de bază unitate de ambalare cromatină și astfel a cromozomului. Descoperirea nucleozomilor a fost făcută în 1973 de Donald Olins și Ada prin imagistica microscopică electronică a nucleelor de celule umflate. Acest lucru a dezvăluit așa-numita structură solenoidă a ADN-ului. Aceasta este condensarea unui număr mai mare de nucleozomi într-un cromatină fibră. Această fibră arată ca o bobină înfășurată. Nucleozomii individuali sunt legați împreună de așa-numitele histone linker, care sunt legate de ADN-ul linker și formează o structură organizațională în cromatină cunoscută sub numele de fibră de 30 nm.
Anatomie și structură
Nucleozomul este format din două componente de bază, histone și ADN. Histonele formează mai întâi un octamer histonic. Acesta reprezintă un complex proteic de opt histone. Elementele de bază ale acestui complex sunt patru histone diferite. Acestea includ proteine H3, H4, H2A și H2B. Două histone de același tip se combină fiecare pentru a forma un dimer. La rândul său, octonul histonei constă din patru dimeri diferiți. Un segment de ADN cu 147 de perechi de baze se înfășoară acum de 1.65 ori în jurul complexului proteic rezultat și formează o structură de superhelix stângaci. Această înfășurare a ADN-ului își scurtează lungimea cu o șapte ori de la 68 nanometri la 10 nanometri. Digestia histonelor de către enzima DNază are ca rezultat așa-numita particulă de nucleozom nucleu, care constă din octamerul histonei și un fragment de ADN de 147 de perechi de baze. Particulele nucleului individual ale nucleozomilor sunt legate între ele prin intermediul histonei linker H1. Histona linker este legată simultan de ADN-ul linker. La rândul său, histona H1 reprezintă o varietate de proteine molecule care variază în funcție de țesut, organ și specie. Cu toate acestea, ele nu afectează structura nucleozomului. Când nucleozomii sunt uniți de histona linker H1 și ADN linker, se formează așa-numita fibră de 30 nm, ceea ce reprezintă un nivel mai ridicat de organizare a ADN-ului. Fibra de 30 nm este o fibră de cromatină cu grosimea de 30 nanometri, care se prezintă sub forma unei bobine înfășurate (structură solenoidă). Histonele sunt foarte conservatoare proteine care cu greu s-au schimbat pe parcursul evoluției. Acest lucru se datorează importanței lor fundamentale în asigurarea și ambalarea ADN-ului în toate organismele eucariote. Astfel, structura nucleozomilor este, de asemenea, aceeași în toate celulele eucariote.
Funcția și rolurile
Importanța fundamentală a nucleozomilor constă în capacitatea lor de a împacheta materialul genetic în cel mai mic spațiu posibil din nucleul celular, păstrându-l în același timp în siguranță. Chiar și în stări de condensare mai puțin dense de cromozomi, ambalajul foarte strâns este încă prezent. În același timp, însă, enzime în acest caz ajunge la ADN. Aici pot iniția apoi un transfer de informații genetice către ARNm, precum și sinteza proteinelor. Nucleozomii joacă, de asemenea, un rol major în procesele epigenetice. Epigenetics este preocupat de modificările activității genelor în celule individuale, care conduce, printre altele, la diferențierea celulelor corpului în diferite organe. Mai mult, caracteristicile dobândite sunt formate de modificări epigenetice. Cu toate acestea, structura genetică de bază a materialului ereditar rămâne intactă. Cu toate acestea, diferite gene pot fi inactivate prin legarea strânsă la histone sau prin metilații, precum și reactivate prin ambalare mai puțin densă.
Boli
Există boli asociate cu nucleozomii. Acestea sunt în principal boală autoimună în care sistemului imunitar produce anticorpi împotriva propriilor proteine ale organismului. Printre altele, nucleozomii pot fi, de asemenea, afectați. Astfel, în boala autoimună sistemică lupus eritematos (LES), nucleozomii reprezintă antigene care sunt atacate de propriile corpuri sistemului imunitar. În dezvoltarea sistematică lupus eritematos (LES), combinația factorilor genetici cu influențele de mediu joacă probabil un rol în patogenie. Niveluri crescute de nucleozomi circulanți se găsesc în serul pacienților. Nucleozomii liberi pot induce răspunsuri inflamatorii și pot induce moartea celulelor limfocite. În plus, degradarea degradată a nucleozomilor, de exemplu datorită activității reduse genetic a deoxiribonucleazei (DNază1), poate conduce la creșterea lor concentrare și astfel la un risc crescut de a dezvolta o boală autoimună îndreptată împotriva nucleozomilor, cum ar fi lupus eritematos (SLE). Lupusul eritematos (LES) se caracterizează printr-un tablou clinic foarte extins. Pot fi afectate organe foarte diferite. Cel mai frecvent, simptomele apar pe piele, articulații, sânge nave, și strigă. Un tipic fluture-se formează eritem în formă pe piele. Acest lucru este intensificat de expunerea la lumina soarelui. Pe lângă căderea părului, există deasemenea inflamaţie a celor mici sânge nave. Când este expus rece, Sindromul Raynaud (decolorare albă până la albăstruie a piele) este observat. Mai mult, extins inflamaţie a articulații se dezvoltă. Când sunt implicați rinichii, prognosticul bolii se agravează din cauza riscului de insuficiență renală.
