Нуклеозом

А Нуклеозом представља најмању амбалажну јединицу хромозома, а заједно са протеином који повезује и ДНК који садржи везу, нуклеозоми припадају хроматину, материјалу од кога су направљени хромозоми. У вези са антителом против нуклеозома могу се развити аутоимуне болести реуматског круга.

Шта је нуклеосом?

Нуклеозоми се састоје од ДНК омотаног октамером направљеним од хистона. Хистони су одређени основни протеински молекули који развијају снажну везу са ДНК ланцем. Заједничке основне аминокиселине лизин и аргинин нарочито обезбеђују базичност хистона.

Основни протеини могу се чврсто везати са киселом ДНК и тако формирати чврсто упаковану структуру нуклеозома. Међутим, нуклеозом је само најосновнија јединица за паковање хроматина, а самим тим и хромозом. Откривање нуклеозома догодило се 1973. године од стране Доналда Олинса и Аде путем електронско-микроскопског представљања отечених ћелијских језгара. Откривена је такозвана соленоидна структура ДНК. То је компресија великог броја нуклеосома у хроматинско влакно.

Ово влакно изгледа као завојна завојница. Појединачни нуклеозоми повезани су један са другим такозваним везним хистонима, који су везани за ДНА везуча и формирају организациону структуру у хроматину познатом као 30 нм влакно.

Анатомија и структура

Нуклеосом се састоји од две основне компоненте, хистона и ДНК. Хистони у почетку творе хистонски октамер. Ово представља протеински комплекс од осам хистона, а основни градивни блокови овог комплекса су четири различита хистона. Они укључују протеине Х3, Х4, Х2А и Х2Б. Два идентична хистона се комбинују и формирају димер.

Хистонски октамер заузврат се састоји од четири различита димера. Одсек ДНК са 147 парова база се сада омота око 1,65 пута око резултирајућег протеинског комплекса и формира леву структуру суперхеликса. Ово увртање ДНК скраћује му дужину за седму са 68 нанометара на 10 нанометара. Током процеса дигестије хистона ензимом ДНаза ствара се такозвана језгра нуклеозома која се састоји од октамера хистона и фрагмента ДНК од 147 базних парова.

Поједине честице језгре нуклеозома повезане су међусобно помоћу везног хистона Х1. Линкон хистон је такође повезан са ДНА везом. Хистон Х1 заузврат представља мноштво протеинских молекула који варирају у зависности од ткива, органа и типа. Међутим, они не утичу на структуру нуклеозома. Када су нуклеозоми повезани преко везног хистона Х1 и везујуће ДНК, формира се такозвано влакно од 30 нм, што представља виши ниво организације ДНК.

Влакно од 30 нм је хроматинско влакно дебљине 30 наномера у облику намотане ране (соленоидна структура). Хистони су врло конзервативни протеини који се током еволуције тешко мењају. То је због њиховог основног значаја за обезбеђивање и паковање ДНК код свих еукариотских живих бића. Структура нуклеозома у свим еукариотским ћелијама је иста.

Функција и задаци

Основна важност нуклеозома лежи у њиховој способности да спакују генетски материјал у најмањи простор у ћелијском језгру и истовремено да га осигурају. Чак и са мање густим стањима кондензације хромозома, амбалажа је и даље врло уска. Међутим, истовремено, у овом случају ензими достижу ДНК.

Овде могу иницирати пренос генетских информација у мРНА и синтезу протеина. Нуклеозоми су такође од великог значаја у епигенетским процесима. Епигенетика се односи на промене у активности гена у појединим ћелијама, које између осталог доводе до диференцијације ћелија тела у различите органе. Надаље, стечене карактеристике развијају се епигенетским промјенама.

Међутим, задржана је основна генетска структура генетског материјала. Различити гени могу се инактивирати везањем на хистоне или метилацијом, а могу се реактивирати мање ужетом паковањем.

Овде можете пронаћи лекове

Болести

Постоје болести које су повезане са нуклеозомима. То су углавном аутоимуне болести код којих имуни систем ствара антитела против телесних сопствених протеина. Између осталог, могу бити погођени и нуклеозоми.

Код системске аутоимуне болести лупус еритематозус (СЛЕ), нуклеозоми представљају антигене које напада имунолошки систем тела. У развоју системског еритематозног лупуса (СЛЕ) комбинација генетских фактора и утицаја околине игра улогу у патогенези. Повећане концентрације нуклеозома у циркулацији налазе се у серуму пацијената. Слободни нуклеозоми могу изазвати упалне реакције и изазвати станичну смрт лимфоцита. Поред тога, поремећај распада нуклеозома, на пример услед генетски утврђене смањене активности деоксирибонуклеазе (ДНасе1), може довести до његове повећане концентрације и тако до повећаног ризика од развоја аутоимуне болести, као што је лупус еритематозус (СЛЕ) који је усмерен против нуклеозома.

Лупус еритематозус (СЛЕ) карактерише врло опсежна клиничка слика. Могу бити погођени врло различити органи. Симптоми се најчешће појављују на кожи, зглобовима, крвним судовима и плеури. На кожи се формира типичан еритем у облику лептира. Ово се појачава сунчевим зрачењем. Поред губитка косе, мали крвни судови се такође упаљују. Раинаудов синдром (бела до плавкаста боја коже) примећује се када је изложена хладноћи. Такође се развија и интензивна упала зглобова. Ако су бубрези укључени, прогноза за болест се погоршава због ризика од затајења бубрега.