нуклеозомът

А нуклеозомът представлява най-малката опаковъчна единица на хромозома.Заедно с линкерния протеин и линкерната ДНК нуклеозомите принадлежат на хроматина, материала, от който са направени хромозомите. Във връзка с антитела срещу нуклеозоми могат да се развият автоимунни заболявания на ревматичния кръг.

Какво е нуклеозома?

Нуклеозомите са направени от ДНК, обвита около октамер от хистони. Хистоните са определени основни протеинови молекули, които развиват силна връзка с ДНК веригата. Често срещаните основни аминокиселини лизин и аргинин гарантират основността на хистоните.

Основните протеини могат да се свързват здраво с киселата ДНК и така да образуват плътно опакованата структура на нуклеозомите. Нуклеозомата обаче е само най-елементарната опаковъчна единица на хроматина и следователно хромозомата. Откриването на нуклеозомите става през 1973 г. от Доналд Олинс и Ада чрез електронно микроскопично представяне на подути клетъчни ядра. Беше разкрита така наречената соленоидна структура на ДНК. Това е компресирането на голям брой нуклеозоми в хроматиново влакно.

Това влакно изглежда като навита намотка. Отделните нуклеозоми са свързани помежду си чрез така наречените линкерни хистони, които са свързани към линкерната ДНК и образуват организационна структура, наречена 30 nm влакно в хроматина.

Анатомия и структура

Нуклеозомата се състои от два основни компонента - хистоните и ДНК. Първоначално хистоните образуват хистонов октамер. Това представлява протеинов комплекс от осем хистона. Основните градивни елементи на този комплекс са четири различни хистона. Те включват протеините H3, H4, H2A и H2B. Два еднакви хистона се комбинират и образуват димер.

Хистоновият октамер от своя страна се състои от четирите различни димера. Секция от ДНК със 147 базови двойки сега се увива 1,65 пъти около получения протеинов комплекс и образува лява ръка на суперхеликс. Това усукване на ДНК намалява дължината му с една седма от 68 нанометра до 10 нанометра. По време на процеса на храносмилане на хистоните от ензима DNase се създава така наречената нуклеозомна ядрена частица, която се състои от хистонов октамер и ДНК фрагмент от 147 базови двойки.

Отделните частици на ядрото на нуклеозомата са свързани помежду си чрез линкерния хистон Н1. Линкерният хистон също е свързан с линкерната ДНК. Хистонът Н1 от своя страна представлява множество протеинови молекули, които варират в зависимост от тъканта, органа и вида. Те обаче не засягат структурата на нуклеозомата. Когато нуклеозомите са свързани чрез линкер хистон Н1 и линкерна ДНК, се образува така нареченото 30nm влакно, което представлява по-високо ниво на ДНК организация.

30nm влакно е хроматиново влакно с дебелина 30 нанометра под формата на навита намотка (соленоидна структура). Хистоните са много консервативни протеини, които почти не са се променили в хода на еволюцията. Това се дължи на тяхното основно значение за осигуряването и опаковането на ДНК при всички еукариотни живи същества. Структурата на нуклеозомите във всички еукариотни клетки е еднаква.

Функция и задачи

Основното значение на нуклеозомите се състои в способността им да пакетират генетичния материал в най-малкото пространство в клетъчното ядро ​​и в същото време да го осигурят. Дори и при по-малко плътни кондензни състояния на хромозомите, опаковката все още е много плътна. В същото време обаче в този случай ензимите достигат до ДНК.

Тук те могат да инициират прехвърлянето на генетичната информация към иРНК и синтеза на протеини. Нуклеозомите също имат голямо значение в епигенетичните процеси. Епигенетиката е свързана с промени в активността на гените в отделните клетки, които, наред с други неща, водят до диференциране на телесните клетки в различни органи. Освен това придобитите характеристики се развиват чрез епигенетични промени.

Основната генетична структура на генетичния материал обаче се запазва. Въпреки това, различни гени могат да бъдат инактивирани чрез свързване с хистони или чрез метилиране и те могат да се активират отново чрез по-малко плътна опаковка.

Можете да намерите лекарствата си тук

заболявания

Има заболявания, които са свързани с нуклеозоми. Това са главно автоимунни заболявания, при които имунната система образува антитела срещу собствените протеини на организма. Освен всичко друго, нуклеозомите също могат да бъдат засегнати.

При системното автоимунно заболяване лупус еритематозус (SLE) нуклеозомите представляват антигени, които са атакувани от собствената имунна система на организма. При развитието на системен лупус еритематозус (SLE) комбинацията от генетични фактори с влиянието на околната среда играе роля в патогенезата. Повишени концентрации на циркулиращи нуклеозоми се откриват в серума на пациентите. Свободните нуклеозоми могат да предизвикат възпалителни реакции и да причинят клетъчната смърт на лимфоцитите. В допълнение, нарушеното разпадане на нуклеозоми, например поради генетично детерминирана намалена активност на дезоксирибонуклеазата (DNase1), може да доведе до нейната повишена концентрация и по този начин до повишен риск от развитие на автоимунно заболяване, като лупус еритематозус (SLE), насочен срещу нуклеозоми.

Лупус еритематозус (SLE) се характеризира с много обширна клинична картина. Могат да бъдат засегнати много различни органи. Симптомите най-често се появяват по кожата, ставите, кръвоносните съдове и плеврата. Типичен еритем с форма на пеперуда се образува върху кожата. Това се усилва от слънчевата радиация. Освен косопад, малките кръвоносни съдове също се възпаляват. Синдромът на Рейно (бял до синкав цвят на кожата) се наблюдава при излагане на студа. Развито ставно възпаление също се развива. Ако бъбреците са засегнати, прогнозата за заболяването се влошава поради риск от бъбречна недостатъчност.