Nukleosoma

A Nukleosoma žymi mažiausią chromosomos pakavimo vienetą. Kartu su jungiančiuoju baltymu ir jungiančiąja DNR nukleosomos priklauso chromatinui, medžiagai, iš kurios gaminamos chromosomos. Ryšium su antikūnais prieš nukleosomas, gali išsivystyti reumatinės grandinės autoimuninės ligos.

Kas yra nukleosoma?

Nukleosomos yra sudarytos iš DNR, apvyniotos aplink oktamerą, sudarytą iš histonų. Histonai yra tam tikros pagrindinės baltymų molekulės, kurios sukuria tvirtą ryšį su DNR grandine. Įprastos bazinės aminorūgštys lizinas ir argininas ypač užtikrina histonų baziškumą.

Pagrindiniai baltymai gali tvirtai jungtis su rūgščiąja DNR ir taip sudaryti sandariai įpakuotą nukleosomų struktūrą. Tačiau nukleosoma yra tik pats elementariausias chromatino pakavimo vienetas, taigi ir chromosoma. Nukleosomų atradimą 1973 m. Atliko Donaldas Olinsas ir Ada, atlikdami patinusių ląstelių branduolių elektroninį mikroskopinį vaizdavimą. Atskleista vadinamoji solenoidinė DNR struktūra. Tai daugybės nukleosomų suspaudimas į chromatino skaidulą.

Šis pluoštas atrodo kaip suvyniota ritė. Atskiri nukleosomos yra sujungti vienas su kitu vadinamaisiais linkerio histonais, kurie yra surišti su linkerio DNR ir sudaro chromatine organizacinę struktūrą, vadinamą 30 nm pluoštu.

Anatomija ir struktūra

Nukleosomą sudaro du pagrindiniai komponentai - histonai ir DNR. Iš pradžių histonai sudaro histono oktamerį. Tai reiškia aštuonių histonų baltymų kompleksą, kurio pagrindiniai elementai yra keturi skirtingi histonai. Tai apima baltymus H3, H4, H2A ir H2B. Du vienodi histonai sujungti, kad sudarytų dimerą.

Histono oktameras savo ruožtu susideda iš keturių skirtingų dimerų. DNR dalis su 147 bazių poromis dabar įvynioja 1,65 karto aplink susidariusį baltymų kompleksą ir sudaro kairiosios rankos superhelix struktūrą. Šis DNR sukimas sutrumpina jo ilgį septintuoju dydžiu nuo 68 nanometrų iki 10 nanometrų. Virškinant histonus fermento DNazės būdu, sukuriama vadinamoji nukleozomos šerdies dalelė, kurią sudaro histono oktameras ir 147 bazinių porų DNR fragmentas.

Atskiros nukleosomos šerdies dalelės yra sujungtos viena su kita linkerio histonu H1. Linkerio histonas taip pat yra susijęs su linkerio DNR. H1 histonas savo ruožtu žymi daugybę baltymų molekulių, kurios skiriasi priklausomai nuo audinio, organo ir tipo. Tačiau jie nedaro įtakos nukleosomos struktūrai. Kai nukleosomos yra sujungtos jungiančiojo histono H1 ir jungiamosios DNR pagalba, susidaro vadinamoji 30 nm pluoštas, kuris rodo aukštesnį DNR organizavimo lygį.

30 nm pluoštas yra 30 nanometrų storio chromatino pluoštas, esantis žaizdos ritės pavidalu (solenoido struktūra). Histonai yra labai konservatyvūs baltymai, kurie evoliucijos metu beveik nepasikeitė. Taip yra dėl jų svarbos užtikrinant ir supakuojant DNR visose eukariotinėse būtybėse. Nukleosomų struktūra visose eukariotų ląstelėse yra vienoda.

Funkcija ir užduotys

Pagrindinė nukleosomų svarba slypi jų gebėjime supakuoti genetinę medžiagą mažiausioje ląstelės branduolio erdvėje ir tuo pačiu ją apsaugoti. Net esant ne tokioms tankioms chromosomų kondensacijos būsenoms, pakuotė vis dar yra labai sandari. Tačiau tuo pačiu metu fermentai pasiekia DNR.

Tada jie gali inicijuoti genetinės informacijos perkėlimą į mRNR ir baltymų sintezę. Nukleosomos taip pat turi didelę reikšmę epigenetiniuose procesuose. Epigenetika yra susijusi su genų aktyvumo pokyčiais atskirose ląstelėse, kurie, be kita ko, lemia kūno ląstelių diferenciaciją į skirtingus organus. Be to, įgytos savybės vystosi per epigenetinius pokyčius.

Tačiau genetinė medžiaga išsaugo pagrindinę genetinę struktūrą. Įvairūs genai gali būti inaktyvuojami prisijungus prie histonų arba metilinant, ir jie gali būti suaktyvinami mažiau įpakavus.

Savo vaistus galite rasti čia

Ligos

Yra ligų, susijusių su nukleozomomis. Tai daugiausia autoimuninės ligos, kai imuninė sistema gamina antikūnus prieš paties organizmo baltymus. Be kitų dalykų, taip pat gali būti paveiktos nukleosomos.

Sisteminės autoimuninės ligos raudonojoje vilkligėje (SLE) nukleosomos yra antigenai, kuriuos užpuola paties organizmo imuninė sistema. Kuriant sisteminę raudonąją vilkligę (SLE), patogenezėje svarbų vaidmenį vaidina genetinių veiksnių ir aplinkos įtakos derinimas. Padidėjusi cirkuliuojančių nukleozomų koncentracija randama paciento serume. Laisvosios nukleosomos gali sukelti uždegimines reakcijas ir sukelti limfocitų ląstelių žūtį. Be to, sutrikus nukleozomų suskaidymui, pavyzdžiui, dėl genetiškai nulemto sumažėjusio dezoksiribonukleazės (DNaz1) aktyvumo, gali padidėti jo koncentracija ir taip padidėti autoimuninės ligos, tokios kaip raudonoji vilkligė (SLE), kuri nukreipta prieš nukleozomas, išsivystymo rizika.

Raudonoji vilkligė (ŠKL) pasižymi labai plačiu klinikiniu vaizdu. Gali būti paveikti labai skirtingi organai. Simptomai dažniausiai pasireiškia ant odos, sąnarių, kraujagyslių ir pleuros. Ant odos susidaro tipiška drugelio formos eritema. Tai sustiprina saulės radiacija. Be plaukų slinkimo, smulkios kraujagyslės taip pat tampa uždegiminės. Po šalčio pastebimas Raynaud sindromas (nuo baltos iki melsvos odos spalvos). Taip pat išsivysto platus sąnarių uždegimas. Jei yra inkstų, ligos prognozė pablogėja dėl inkstų nepakankamumo rizikos.