Ang isang nucleosome ay kumakatawan sa pinakamaliit na yunit ng packaging ng isang chromosome. Kasama ang linker protein at linker DNA, ang mga nucleosome ay bahagi ng kromatin, ang materyal na bumubuo chromosomes. Autoimmune sakit ng bilog ng rayuma ay maaaring bumuo na kasama antibodies sa mga nucleosome.
Ano ang isang nucleosome?
Ang mga nukleosome ay binubuo ng sugat ng DNA sa paligid ng isang octamer ng histones. Ang histones ay tiyak na pangunahing protina molecule na bumuo ng isang malakas na puwersang nagbubuklod sa kadena ng DNA. Sa partikular, ang masaganang batayan amino acids lysine at arginine ibigay ang pagiging batayan ng histones. Ang batayan proteins maaaring mahigpit na maiugnay sa acidic DNA upang mabuo ang mahigpit na naka-pack na istraktura ng mga nucleosome. Gayunpaman, ang nucleosome ay ang pinaka-pangunahing yunit ng packaging lamang ng kromatin at sa gayon ng chromosome. Ang pagtuklas ng mga nucleosome ay ginawa noong 1973 nina Donald Olins at Ada sa pamamagitan ng electron microscopic imaging ng namamagang cell nuclei. Inihayag nito ang tinaguriang solenoid na istraktura ng DNA. Ito ang paghalay ng isang mas malaking bilang ng mga nucleosome sa a kromatin hibla. Ang hibla na ito ay parang isang coil coil. Ang mga indibidwal na nucleosome ay na-link nang magkasama sa tinatawag na linker histones, na kung saan ay nakasalalay sa linker DNA, at bumubuo ng isang istrakturang pang-organisasyon sa chromatin na kilala bilang isang 30-nm fiber.
Anatomy at istraktura
Ang nucleosome ay binubuo ng dalawang pangunahing mga sangkap, histones at DNA. Ang histones ay unang bumuo ng isang histone octamer. Kinakatawan nito ang isang kumplikadong protina na walong histones. Ang pangunahing mga bloke ng gusali ng komplikadong ito ay apat na magkakaibang mga histone. Kasama rito ang proteins H3, H4, H2A at H2B. Dalawang histones ng parehong uri bawat isa ay nagsasama upang bumuo ng isang dimer. Ang histone octamer naman ay binubuo ng apat na magkakaibang dimers. Ang isang segment ng DNA na may 147 na pares ng base ngayon ay nakababalot ng sarili nito 1.65 beses sa paligid ng nagresultang kumplikadong protina at bumubuo ng isang kaliwang istrakturang superhelix. Ang paikot-ikot na ito ng DNA ay nagpapapaikli sa haba nito ng isang ikapitong bahagi mula 68 nanometers hanggang 10 nanometers. Ang panunaw ng histones ng enzyme DNase ay nagreresulta sa tinatawag na nucleosome core na maliit na butil, na binubuo ng histone octamer at isang fragment ng DNA na 147 na pares ng base. Ang mga indibidwal na mga particle ng core na nucleosome ay na-link ng magkasama na linker histone H1. Ang linker histone ay sabay na naka-link sa linker DNA. Kaugnay nito, ang histone H1 ay kumakatawan sa iba't ibang mga protina molecule na nag-iiba depende sa tisyu, organ, at species. Gayunpaman, hindi sila nakakaapekto sa istraktura ng nucleosome. Kapag ang mga nucleosome ay sumali sa linker histone H1 at linker DNA, nabuo ang tinaguriang 30nm fiber, na kumakatawan sa isang mas mataas na antas ng organisasyon ng DNA. Ang 30nm fiber ay isang 30 nanometer makapal na chromatin fiber na nasa anyo ng isang coil coil (solenoid na istraktura). Ang mga histones ay napaka-konserbatibo proteins na halos hindi nagbago sa kurso ng ebolusyon. Ito ay dahil sa kanilang pangunahing kahalagahan sa pag-secure at pag-packaging ng DNA sa lahat ng mga eukaryotic na organismo. Kaya, ang istraktura ng mga nucleosome ay pareho din sa lahat ng mga eukaryotic cell.
Pag-andar at tungkulin
Ang pangunahing kahalagahan ng mga nucleosome ay nakasalalay sa kanilang kakayahang magbalot ng materyal na genetiko sa pinakamaliit na posibleng puwang sa cell nucleus habang pinapanatili itong ligtas. Kahit na sa hindi gaanong siksik na kondensasyon ng estado ng chromosomes, sobrang higpit ng pag-iimpake ay mayroon pa rin. Sa parehong oras, gayunpaman, enzymes sa kasong ito umabot sa DNA. Dito maaari nilang simulan ang isang paglilipat ng impormasyong genetiko sa mRNA pati na rin ang pagbubuo ng mga protina. Ang mga nukleosomiya ay mayroon ding pangunahing papel sa proseso ng epigenetic. Epigenetics ay nababahala sa mga pagbabago sa aktibidad ng mga gen sa indibidwal na mga cell, na mamuno, bukod sa iba pang mga bagay, sa pagkita ng pagkakaiba-iba ng mga cell ng katawan sa iba't ibang mga organo. Bukod dito, ang mga nakuhang katangian ay nabuo ng mga pagbabago sa epigenetic. Gayunpaman, ang pangunahing istraktura ng genetiko ng namamana na materyal ay nananatiling buo. Gayunpaman, ang iba't ibang mga gen ay maaaring hindi maaktibo sa pamamagitan ng mahigpit na pagbubuklod sa histones o sa pamamagitan ng methylations, pati na rin ang muling pag-aaktibo ng hindi gaanong siksik na balot.
Karamdaman
May mga sakit na nauugnay sa mga nucleosome. Ito ay higit sa lahat autoimmune sakit kung saan ang immune system naglalabas antibodies laban sa sariling mga protina ng katawan. Bukod sa iba pa, maaari ding maapektuhan ang mga nucleosome. Kaya, sa systemic autoimmune disease lupus erythematosus (SLE), ang mga nucleosome ay kumakatawan sa mga antigen na inaatake ng sarili ng katawan immune system. Sa pag-unlad ng systemic lupus erythematosus (SLE), ang pagsasama ng mga kadahilanan ng genetiko sa mga impluwensyang pangkapaligiran ay maaaring may papel sa pathogenesis. Ang matataas na antas ng nagpapalipat-lipat na mga nucleosome ay matatagpuan sa suwero ng mga pasyente. Ang libreng mga nucleosome ay maaaring magbuod ng mga nagpapaalab na tugon at magbuod ng pagkamatay ng cell ng lymphocytes. Bilang karagdagan, ang kapansanan sa pagkasira ng mga nucleosome, halimbawa dahil sa nabawasan na genetiko na aktibidad ng deoxyribonuclease (DNase1), ay maaaring mamuno sa kanilang nadagdagan walang halo at sa gayon ay sa isang mas mataas na peligro ng pagbuo ng isang autoimmune disease na nakadirekta laban sa mga nucleosome, tulad ng lupus erythematosus (SLE). Ang Lupus erythematosus (SLE) ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang napakalawak na klinikal na larawan. Iba't ibang mga organo ang maaaring maapektuhan. Kadalasan, lumilitaw ang mga sintomas sa balat, joints, dugo sasakyang-dagat, at sumigaw. Isang tipikal paruparo-hugis na mga form ng erythema sa balat. Pinatindi ito ng pagkakalantad sa sikat ng araw. Karagdagan sa buhok pagkawala, meron din pamamaga ng maliit dugo sasakyang-dagat. Kapag tumambad sa malamig, Raynaud's syndrome (puti sa asul na pagkawalan ng kulay ng balat) ay sinusunod. Bukod dito, malawak pamamaga ng joints bubuo. Kapag nasasangkot ang mga bato, lumala ang pagbabala ng sakit dahil sa panganib na pagkabigo ng bato.
