нуклеосом

нуклеосом представляет собой наименьшую упаковочную единицу хромосомы. Вместе с линкерным белком и линкерной ДНК нуклеосомы принадлежат хроматину, материалу, из которого сделаны хромосомы. В связи с антителами против нуклеосом могут развиваться аутоиммунные заболевания ревматического контура.

Что такое нуклеосома?

Нуклеосомы состоят из ДНК, обернутой вокруг октамера, состоящего из гистонов. Гистоны - это определенные основные белковые молекулы, которые образуют прочную связь с цепью ДНК. Общие основные аминокислоты лизин и аргинин, в частности, обеспечивают основность гистонов.

Основные белки могут прочно связываться с кислой ДНК и, таким образом, образовывать плотно упакованную структуру нуклеосом. Однако нуклеосома - это только самая элементарная упаковочная единица хроматина и, следовательно, хромосомы. Открытие нуклеосом произошло в 1973 году Дональдом Олинзом и Адой с помощью электронного микроскопа, представляющего набухшие ядра клеток. Выявлена ​​так называемая соленоидная структура ДНК. Это сжатие большого количества нуклеосом в волокно хроматина.

Это волокно выглядит как спиральная катушка. Отдельные нуклеосомы связаны друг с другом с помощью так называемых линкерных гистонов, которые связаны с линкерной ДНК и образуют организационную структуру, называемую 30-нм волокном в хроматине.

Анатомия и строение

Нуклеосома состоит из двух основных компонентов: гистонов и ДНК. Гистоны первоначально образуют гистоновый октамер. Он представляет собой белковый комплекс из восьми гистонов, основными строительными блоками которого являются четыре различных гистона. К ним относятся белки H3, H4, H2A и H2B. Каждый из двух идентичных гистонов объединяется с образованием димера.

Октамер гистонов, в свою очередь, состоит из четырех различных димеров. Участок ДНК со 147 парами оснований теперь 1,65 раза оборачивается вокруг образовавшегося белкового комплекса и образует левостороннюю суперспиральную структуру. Такое скручивание ДНК сокращает ее длину на седьмую часть с 68 до 10 нанометров. В процессе переваривания гистонов ферментом ДНКазой создается так называемая ядерная частица нуклеосомы, которая состоит из октамера гистонов и фрагмента ДНК из 147 пар оснований.

Отдельные частицы ядра нуклеосомы соединены друг с другом линкерным гистоном H1. Линкерный гистон также связан с линкерной ДНК. Гистон H1, в свою очередь, представляет собой большое количество белковых молекул, которые различаются в зависимости от ткани, органа и типа. Однако они не влияют на структуру нуклеосомы. Когда нуклеосомы соединяются посредством линкерного гистона H1 и линкерной ДНК, образуется так называемое 30-нм волокно, которое представляет более высокий уровень организации ДНК.

Волокно 30 нм представляет собой хроматиновое волокно толщиной 30 нм в форме намотанной катушки (соленоидная структура). Гистоны - очень консервативные белки, которые практически не изменились в ходе эволюции. Это связано с их фундаментальной важностью для защиты и упаковки ДНК всех эукариотических живых существ. Структура нуклеосом во всех эукариотических клетках одинакова.

Функции и задачи

Фундаментальная важность нуклеосом заключается в их способности упаковывать генетический материал в наименьшее пространство в ядре клетки и в то же время защищать его. Даже при менее плотной конденсации хромосом упаковка остается очень плотной. Но в то же время в этом случае ферменты достигают ДНК.

Затем они могут инициировать передачу генетической информации на мРНК и синтез белков. Нуклеосомы также имеют большое значение в эпигенетических процессах. Эпигенетика - это изменения активности генов в отдельных клетках, которые, помимо прочего, приводят к дифференцировке клеток организма в разные органы. Кроме того, приобретенные характеристики развиваются в результате эпигенетических изменений.

Однако основная генетическая структура генетического материала сохраняется. Различные гены могут быть инактивированы связыванием с гистонами или метилированием, и они могут быть повторно активированы менее плотной упаковкой.

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Есть заболевания, относящиеся к нуклеосомам. В основном это аутоиммунные заболевания, при которых иммунная система вырабатывает антитела против собственных белков организма. Помимо прочего, могут быть затронуты нуклеосомы.

При системном аутоиммунном заболевании красной волчанкой (СКВ) нуклеосомы представляют собой антигены, на которые воздействует собственная иммунная система организма. В развитии системной красной волчанки (СКВ) комбинация генетических факторов с влиянием окружающей среды играет роль в патогенезе. Повышенные концентрации циркулирующих нуклеосом обнаруживаются в сыворотке крови пациентов. Свободные нуклеосомы могут вызывать воспалительные реакции и вызывать гибель лимфоцитов. Кроме того, нарушение распада нуклеосом, например, из-за генетически детерминированной пониженной активности дезоксирибонуклеазы (DNase1), может привести к ее повышенной концентрации и, следовательно, к повышенному риску развития аутоиммунного заболевания, такого как красная волчанка (СКВ), направленного против нуклеосом.

Красная волчанка (СКВ) характеризуется очень обширной клинической картиной. Могут быть поражены самые разные органы. Симптомы чаще всего появляются на коже, суставах, сосудах и плевре. На коже образуется типичная эритема в форме бабочки. Это усиливается солнечным излучением. Помимо выпадения волос, воспаляются и мелкие кровеносные сосуды. Синдром Рейно (изменение цвета кожи от белого до голубоватого) наблюдается при воздействии холода. Также развивается обширное воспаление суставов. Если поражены почки, прогноз болезни ухудшается из-за риска почечной недостаточности.