Nukleosoma reiškia mažiausią chromosomos pakavimo vienetą. Kartu su jungiančiuoju baltymu ir jungiančiąja DNR nukleosomos yra dalis chromatinas, medžiaga, kuri sudaro chromosomų. Autoimuninės ligos reumatinio rato gali išsivystyti kartu su antikūnai į nukleosomas.
Kas yra nukleosoma?
Nukleosomos susideda iš DNR, suvyniotos aplink histonų oktamerį. Histonai yra tam tikras pagrindinis baltymas molekulės kurie sukuria stiprią jungiamąją jėgą prie DNR grandinės. Visų pirma, gausus pagrindinis amino rūgštys lizinas ir argininas pateikti histonų pagrindą. Pagrindinis baltymai gali tvirtai prisijungti prie rūgštinės DNR, kad susidarytų sandariai supakuota nukleosomų struktūra. Tačiau nukleosoma yra tik pats pagrindinis pakavimo vienetas chromatinas taigi ir chromosomos. Nukleosomų atradimą 1973 m. Padarė Donaldas Olinsas ir Ada, atlikdami elektroninių mikroskopinių tyrimų metu išbrinkusius ląstelių branduolius. Tai atskleidė vadinamąją solenoidinę DNR struktūrą. Tai yra didesnio nukleosomų skaičiaus kondensacija į a chromatinas pluoštas. Šis pluoštas atrodo kaip suvyniota ritė. Atskiros nukleosomos yra sujungtos vadinamaisiais linkerio histonais, kurie yra susieti su jungiklio DNR, ir sudaro chromatino organizacinę struktūrą, vadinamą 30 nm pluoštu.
Anatomija ir struktūra
Nukleosomą sudaro du pagrindiniai komponentai - histonai ir DNR. Histonai pirmiausia suformuoja histono oktamerį. Tai reiškia aštuonių histonų baltymų kompleksą. Pagrindiniai šio komplekso blokai yra keturi skirtingi histonai. Tai apima baltymai H3, H4, H2A ir H2B. Du to paties tipo histonai sujungiami sudarant dimerą. Savo ruožtu histoninis oktameras susideda iš keturių skirtingų dimerių. DNR segmentas su 147 bazių poromis dabar apsisuka 1.65 karto aplink gautą baltymų kompleksą ir suformuoja kairiarankio superhelix struktūrą. Ši DNR apvija sutrumpina jos ilgį septintadaliu nuo 68 nanometrų iki 10 nanometrų. Virškinant histonus fermentu DNaze gaunama vadinamoji nukleosomos šerdies dalelė, kurią sudaro histono oktameras ir 147 bazių porų DNR fragmentas. Atskiros nukleosomos šerdies dalelės yra sujungtos jungiamuoju histonu H1. Linkerio histonas vienu metu susietas su jungiančiojo DNR. Savo ruožtu histonas H1 reiškia baltymų įvairovę molekulės kurie skiriasi priklausomai nuo audinio, organo ir rūšies. Tačiau jie neturi įtakos nukleosomos struktūrai. Sujungus nukleosomas susiejančiu histonu H1 ir jungiančiąja DNR, susidaro vadinamoji 30 nm pluoštas, kuris rodo aukštesnį DNR organizavimo lygį. 30 nm pluoštas yra 30 nanometrų storio chromatino pluoštas, kuris yra suvyniotos ritės pavidalu (solenoido struktūra). Histonai yra labai konservatyvūs baltymai kurie evoliucijos metu beveik nepasikeitė. Taip yra dėl jų esminės svarbos užtikrinant ir pakuojant visų eukariotų organizmų DNR. Taigi, nukleosomų struktūra taip pat yra vienoda visose eukariotinėse ląstelėse.
Funkcija ir vaidmenys
Esminė nukleosomų svarba yra jų gebėjimas pakuoti genetinę medžiagą į kuo mažesnę ląstelės branduolio erdvę, tuo pačiu išlaikant jos saugumą. Net esant mažiau tankiai kondensato būsenoms chromosomų, vis dar yra labai sandari pakuotė. Tačiau tuo pačiu metu fermentai (enzimai) šiuo atveju pasiekite DNR. Tada jie gali pradėti genetinės informacijos perkėlimą į iRNR, taip pat baltymų sintezę. Nukleosomos taip pat vaidina svarbų vaidmenį epigenetiniuose procesuose. Epigenetika yra susijęs su atskirų ląstelių genų aktyvumo pokyčiais, kurie vadovauti, be kita ko, į kūno ląstelių diferenciaciją į įvairius organus. Be to, įgytas savybes formuoja epigenetiniai pokyčiai. Tačiau pagrindinė paveldimos medžiagos genetinė struktūra išlieka nepakitusi. Tačiau įvairius genus galima inaktyvuoti glaudžiai prisijungiant prie histonų arba metilinant, taip pat iš naujo suaktyvinti ne tokia tanki pakuotė.
Ligos
Yra ligų, susijusių su nukleosomomis. Tai daugiausia autoimuninės ligos kurioje imuninė sistema gamina antikūnai prieš paties organizmo baltymus. Be kitų, taip pat gali būti paveiktos nukleosomos. Taigi, esant sisteminei autoimuninei ligai raudonoji vilkligė (SLE), nukleosomos atstovauja antigenams, kuriuos puola pats kūnas imuninė sistema. Kuriant sisteminę raudonoji vilkligė (SLE), genetinių veiksnių ir aplinkos įtakos derinys tikriausiai vaidina svarbų vaidmenį patogenezėje. Pacientų serume nustatomas padidėjęs cirkuliuojančių nukleosomų kiekis. Laisvosios nukleosomos gali sukelti uždegiminius atsakus ir sukelti ląstelių mirtį limfocitai. Be to, sutrikus nukleosomų skaidymui, pavyzdžiui, dėl genetiškai sumažėjusio dezoksiribonukleazės (DNazės1) aktyvumo, gali vadovauti jų padidėjo koncentracija taigi padidėjusiai rizikai susirgti autoimunine liga, nukreipta prieš nukleosomas, tokias kaip raudonoji vilkligė (SLE). Raudonąja vilklige (SLE) būdingas labai platus klinikinis vaizdas. Gali būti pažeisti labai skirtingi organai. Dažniausiai simptomai atsiranda ant oda, sąnarių, kraujas laivaiir šaukė. Tipiškas drugelisformos eritema susidaro ant oda. Tai sustiprina saulės spindulių poveikis. Be to plaukų slinkimas, taip pat yra uždegimas mažų kraujas laivai. Veikiant šaltas, Raynaudo sindromas (baltos arba melsvos spalvos spalva oda). Be to, platus uždegimas iš sąnarių vystosi. Kai inkstai yra susiję, ligos rizika blogėja inkstų nepakankamumas.
