nukleosomin

nukleosomin edustaa kromosomin pienintä pakkausyksikköä Yhdessä linkkeriproteiinin ja linkker-DNA: n kanssa nukleosomit kuuluvat kromatiiniin, materiaaliin, josta kromosomit tehdään. Nukleosomeja vastaisten vasta-aineiden yhteydessä voi kehittyä reumapiirin autoimmuunisairauksia.

Mikä on nukleosomi?

Nukleosomit koostuvat DNA: sta, joka on kääritty histoneista tehdyn oktaameerin ympärille. Histonit ovat tiettyjä emäksisiä proteiinimolekyylejä, jotka kehittävät vahvan sidoksen DNA-ketjuun. Erityisesti yleiset emäksiset aminohapot lysiini ja arginiini varmistavat histonien emäksisyyden.

Emäksiset proteiinit voivat sitoutua tiukasti happaman DNA: n kanssa ja muodostaa siten nukleosomien tiiviisti pakatun rakenteen. Nukleosomi on kuitenkin vain kromatiinin ja siten kromosomin alkeellisin pakkausyksikkö. Nukleosomien löytäminen tapahtui vuonna 1973 Donald Olinsin ja Ada: n avulla turvonneiden solujen ytimien elektronimikroskooppisen esityksen kautta. DNA: n ns. Solenoidirakenne paljastettiin. Se on suuren määrän nukleosomien puristaminen kromatiinikuituksi.

Tämä kuitu näyttää kääminä. Yksittäiset nukleosomit on kytketty toisiinsa ns. Linkkerihistoneilla, jotka ovat sitoutuneet linkkeri-DNA: han, ja muodostavat kromatiinissa 30 nm: n kuiduksi kutsutun organisaatiorakenteen.

Anatomia ja rakenne

Nukleosomi koostuu kahdesta peruskomponentista, histoneista ja DNA: sta. Histonit muodostavat aluksi histonioktameerin. Tämä edustaa proteiinikompleksia, joka koostuu kahdeksasta histonista. Tämän kompleksin perusrakenneosat ovat neljä erilaista histonia. Näitä ovat proteiinit H3, H4, H2A ja H2B. Kaksi identtistä histonia yhdistyvät kumpikin muodostaen dimeerin.

Histonioktameeri puolestaan ​​koostuu neljästä erilaisesta dimeeristä. DNA-osa, jossa on 147 emäsparia, käärii nyt 1,65 kertaa tuloksena olevan proteiinikompleksin ympärille ja muodostaa vasemman käden superhelix-rakenteen. Tämä DNA: n kiertyminen lyhentää sen pituutta seitsemänneksellä 68 nanometristä 10 nanometriin. DNaasi-entsyymin avulla tapahtuvien histonien pilkkomisprosessin aikana syntyy ns. Nukleosomisydinpartikkeli, joka koostuu histonioktameerista ja 147 emäsparin DNA-fragmentista.

Yksittäiset nukleosomisydinpartikkelit on kytketty toisiinsa linkkerihistoonilla H1. Linkkerihistoni on myös linkitetty linkkeri-DNA: han. Histoni H1 puolestaan ​​edustaa suurta määrää proteiinimolekyylejä, jotka vaihtelevat kudoksen, elimen ja tyypin mukaan. Ne eivät kuitenkaan vaikuta nukleosomin rakenteeseen. Kun nukleosomit yhdistetään linkkerihistooni H1: n ja linkkeri-DNA: n avulla, muodostuu ns. 30 nm kuitu, mikä edustaa korkeampaa DNA-organisaation tasoa.

30nm kuitu on 30 nanometrin paksuinen kromatiinikuitu haavakelan muodossa (solenoidirakenne). Histonit ovat erittäin konservatiivisia proteiineja, jotka ovat tuskin muuttuneet evoluution aikana. Tämä johtuu niiden perustavanlaatuisesta merkityksestä DNA: n turvaamiseksi ja pakkaamiseksi kaikissa eukaryoottisissa elävissä olennoissa. Nukleosomien rakenne kaikissa eukaryoottisoluissa on sama.

Toiminto ja tehtävät

Nukleosomien perustavanlaatuinen merkitys on niiden kyvyssä pakata geneettinen materiaali pienimpaan tilaan solun ytimessä ja samalla kiinnittää se. Vaikkakin kromosomien tiiviimmissä tiivistymistiloissa pakkaus on silti erittäin tiukka. Samaan aikaan entsyymit kuitenkin saavuttavat DNA: n.

Täällä he voivat sitten aloittaa geenitiedon siirron mRNA: hon ja proteiinien synteesiin. Nukleosomilla on myös suuri merkitys epigeneettisissä prosesseissa. Epigenetiikassa tarkoitetaan geenien aktiivisuuden muutoksia yksittäisissä soluissa, mikä muun muassa johtaa kehon solujen erilaistumiseen eri elimiin. Lisäksi hankitut ominaisuudet kehittyvät epigeneettisten muutosten kautta.

Geneettisen materiaalin perusgeneettinen rakenne kuitenkin säilyy. Eri geenit voidaan inaktivoida sitoutumalla histoneihin tai metyloimalla, ja ne voidaan aktivoida uudelleen vähemmän tiiviillä pakkauksilla.

Löydät lääkkeesi täältä

sairaudet

On tauteja, jotka liittyvät nukleosomeihin. Nämä ovat pääosin autoimmuunisairauksia, joissa immuunijärjestelmä tuottaa vasta-aineita kehon omia proteiineja vastaan. Muun muassa nukleosomiin voidaan vaikuttaa.

Systeemisessä autoimmuunisairauden lupus erythematosuksessa (SLE), nukleosomit edustavat antigeenejä, joita kehon oma immuunijärjestelmä hyökkää. Systeemisen erythematosuksen lupuksen (SLE) kehityksessä geneettisten tekijöiden ja ympäristövaikutusten yhdistelmällä on merkitys patogeneesissä. Potilaiden seerumista löytyy kohonneita kiertävien nukleosomien konsentraatioita. Vapaat nukleosomit voivat indusoida tulehduksellisia reaktioita ja aiheuttaa lymfosyyttien solukuoleman. Lisäksi nukleosomien heikentynyt hajoaminen, esimerkiksi deoksiribonukleaasin (DNaasi1) geneettisesti määritetyn heikentyneen aktiivisuuden takia, voi johtaa sen lisääntyneeseen pitoisuuteen ja siten lisääntyneeseen autoimmuunisairauden, kuten lupus erythematosus (SLE), kehittymisen riskiin, joka on kohdistettu nukleosomeihin.

Lupus erythematosukselle (SLE) on ominaista erittäin laaja kliininen kuva. Voidaan vaikuttaa hyvin erilaisiin elimiin. Oireet ilmenevät useimmiten iholla, nivelissä, verisuonissa ja keuhkopussissa. Tyypillinen perhonen muotoinen punoitus muodostuu iholle. Auringon säteily lisää tätä. Hiusten menetyksen lisäksi myös pienet verisuonet tulehtuvat. Raynaudin oireyhtymää (ihon väriltään valkoisesta sinertäväksi) havaitaan altistettaessa kylmälle. Myös laaja niveltulehdus kehittyy. Jos munuaiset ovat mukana, sairausennuste pahenee munuaisten vajaatoiminnan riskin vuoksi.