A nucleozomul reprezintă cea mai mică unitate de ambalare a unui cromozom.Împreună cu proteina de legătură și ADN-ul de legătură, nucleozomii aparțin cromatinei, materialul din care sunt alcătuiți cromozomii. În legătură cu anticorpii împotriva nucleozomilor, se pot dezvolta boli autoimune ale circuitului reumatic.
Ce este un nucleozom?
Nucleozomii sunt constituiți de ADN înfășurat în jurul unui octamer format din histone. Histonele sunt anumite molecule proteice de bază care dezvoltă o legătură puternică cu lanțul ADN. Aminoacizii bazici care apar frecvent lizina și arginina asigură, în special, bazicitatea histonelor.
Proteinele de bază se pot lega ferm de ADN-ul acid și formează astfel structura strânsă a nucleozomilor. Cu toate acestea, nucleozomul este doar cea mai elementară unitate de ambalare a cromatinei și deci cromozomul. Descoperirea nucleozomilor a avut loc în 1973 de către Donald Olins și Ada prin reprezentarea electronică microscopică a nucleelor de celule umflate. A fost dezvăluită așa-numita structură a solenoidului ADN. Este compresia unui număr mare de nucleozomi într-o fibră de cromatină.
Această fibră arată ca o bobină. Nucleozomii individuali sunt legați unul de altul prin așa-numitele histone linker, care sunt legate de ADN-ul linker și formează o structură organizațională numită fibră de 30 nm în cromatină.
Anatomie și structură
Nucleozomul este format din două componente de bază, histonele și ADN-ul. Histonele formează inițial un octamer octon. Aceasta reprezintă un complex proteic format din opt histone, elementele de bază ale acestui complex sunt patru histone diferite. Acestea includ proteinele H3, H4, H2A și H2B. Două histone identice se combină fiecare pentru a forma un dimer.
La rândul său, histona octamer constă din cele patru dimere diferite. Un segment de ADN cu 147 perechi de baze se înfășoară acum de 1,65 ori în jurul complexului proteic rezultat și formează o structură de superhelix stânga. Această răsucire a ADN-ului își scurtează lungimea cu un al șaptelea de la 68 nanometri la 10 nanometri. În timpul procesului de digerare a histonelor de către enzima DNază, este creată așa-numita particulă de nucleozom, care constă din octonul histonic și un fragment de ADN de 147 perechi de baze.
Particulele individuale ale nucleului nucleosom sunt conectate între ele de către histona de legătură H1. Histona linker este, de asemenea, legată de ADN-ul linker. Histona H1 la rândul său reprezintă un număr mare de molecule de proteine care variază în funcție de țesut, organ și tip. Cu toate acestea, acestea nu afectează structura nucleozomului. Când nucleozomii sunt conectați prin intermediul histonei de legătură H1 și a ADN-ului de legătură, se formează așa-numita fibră 30nm, care reprezintă un nivel mai mare de organizare a ADN-ului.
Fibra de 30 nm este o fibră de cromatină groasă de 30 de nanometri, sub forma unei bobine a plăgii (structura solenoidului). Histonele sunt proteine foarte conservatoare care s-au schimbat cu greu în cursul evoluției. Acest lucru se datorează importanței lor fundamentale pentru securizarea și ambalarea ADN-ului în toate lucrurile vii eucariote. Structura nucleozomilor din toate celulele eucariote este aceeași.
Funcție și sarcini
Importanța fundamentală a nucleozomilor constă în capacitatea lor de a împacheta materialul genetic în cel mai mic spațiu din nucleul celular și în același timp de a-l asigura. Chiar și cu stări de condensare mai puțin dense ale cromozomilor, ambalajul este încă foarte strâns. Totodată, în același timp, enzimele ajung la ADN în acest caz.
Aici ei pot iniția apoi transferul informațiilor genetice în mARN și sinteza proteinelor. Nucleozomii au, de asemenea, o importanță deosebită în procesele epigenetice. Epigenetica se referă la modificări ale activității genelor din celulele individuale, care, printre altele, conduc la diferențierea celulelor corpului în diferite organe. Mai mult, caracteristicile dobândite se dezvoltă prin modificări epigenetice.
Cu toate acestea, structura genetică de bază a materialului genetic este păstrată. Cu toate acestea, diverse gene pot fi inactivate prin legarea la histone sau prin metilare și pot fi reactivate prin ambalarea mai puțin strânsă.
Vă puteți găsi medicamentul aici
➔ Medicamente pentru consolidarea apărării și a sistemului imunitarboli
Există boli care sunt legate de nucleozomi. Acestea sunt în principal boli autoimune în care sistemul imunitar formează anticorpi împotriva proteinelor proprii ale organismului. Printre altele, nucleozomii pot fi, de asemenea, afectați.
În lupul eritematos sistemic al bolii autoimune sistemice (SLE), nucleozomii reprezintă antigene care sunt atacate de propriul sistem imunitar al organismului. În dezvoltarea lupusului eritematos sistemic (SLE), combinația factorilor genetici cu influențele de mediu joacă un rol în patogeneza. Concentrații crescute de nucleozomi circulanți se găsesc în serul pacienților. Nucleozomii liberi pot induce reacții inflamatorii și pot provoca moartea limfocitelor celulare. În plus, defalcarea degradată a nucleozomilor, de exemplu datorită unei activități reduse determinate genetic de dezoxiribonuclează (DNase1), poate duce la creșterea concentrației sale și astfel la un risc crescut de a dezvolta o boală autoimună, cum ar fi lupus eritematos (SLE), îndreptată împotriva nucleozomilor.
Lupus eritematos (SLE) se caracterizează printr-un tablou clinic foarte extins. Organe foarte diferite pot fi afectate. Simptomele apar cel mai adesea pe piele, articulații, vase de sânge și pleură. Pe piele se formează un eritem tipic în formă de fluture. Aceasta este intensificată de radiațiile solare. Pe lângă căderea părului, vasele mici de sânge se inflamează și ele. Sindromul Raynaud (decolorarea pielii de la alb la albăstrui) este observat atunci când este expus la frig. De asemenea, se dezvoltă o inflamație articulară extinsă. Dacă sunt implicați rinichii, prognosticul bolii se agravează din cauza riscului de insuficiență renală.
