nukleoszoma

A nukleoszoma A kromoszóma legkisebb csomagolóegysége, a nukleoszómák a linker fehérjével és a linker DNS-sel együtt a kromatinhoz tartoznak, azaz az anyagból, amelyből a kromoszómák készülnek. A nukleoszómák elleni antitestekkel kapcsolatban a reumatikus kör autoimmun betegségei alakulhatnak ki.

Mi a nukleoszóma?

A nukleoszómák DNS-ből állnak, amelyet egy hisztonokból készült oktámer köré tekernek. A hisztonok bizonyos olyan alapvető fehérjemolekulák, amelyek erős kötést alakítanak ki a DNS-lánccal. Különösen a lizin és az arginin általános bázikus aminosavai biztosítják a hisztonok lúgosságát.

Az alapfehérjék szilárdan kötődhetnek a savas DNS-hez, és így képezik a nukleoszómák szorosan csomagolt szerkezetét. A nukleoszóma azonban csak a kromatin és így a kromoszóma legelemesebb csomagolási egysége. A nukleoszómák felfedezésére 1973-ban Donald Olins és Ada járt el a duzzadt sejtmagok elektronmikroszkópos ábrázolásán keresztül. Kiderült a DNS úgynevezett solenoid szerkezete. Nagyon sok nukleoszóma tömörítése kromatinrost.

Ez a szál úgy néz ki, mint egy tekercselt tekercs. Az egyes nukleoszómák az úgynevezett linker hisztonokkal kapcsolódnak egymáshoz, amelyek kapcsolódnak a linker DNS-hez, és a kromatinban egy 30 nm-es rostnak nevezett szervezeti struktúrát alkotnak.

Anatómia és felépítés

A nukleoszóma két alapvető összetevőből áll, a hisztonokból és a DNS-ből. A hisztonok kezdetben hisztonoktimert képeznek. Ez nyolc hiszton fehérjekomplexet képvisel, amelynek alapvető építőkövei négy különböző hiszton. Ide tartoznak a H3, H4, H2A és H2B fehérjék. Két azonos hiszton kombinálódik dimer kialakulásához.

A hiszton-oktamer viszont a négy különböző dimerből áll. A 147 bázispárból álló DNS-szakasz most 1,65-szer tekercseli a kapott fehérjekomplexet, és egy balkezes szuperhélix struktúrát képez. A DNS ilyen csavarása a hetedik részével 68 nanométertől 10 nanométerre rövidíti a hosszát. A hisztonok emésztési folyamata során a DNáz enzim segítségével létrejön az úgynevezett nukleoszóma mag részecske, amely a hiszton oktamerből és 147 bázispárból álló DNS fragmentumból áll.

Az egyes nukleoszómamag részecskéket a H1 linker hiszton köti össze. A linker hiszton szintén kapcsolódik a linker DNS-hez. A H1 hiszton viszont nagyszámú fehérjemolekulát képvisel, amelyek a szövettől, szervtől és típustól függően változnak. Ezek azonban nem befolyásolják a nukleoszóma szerkezetét. Amikor a nukleoszómák összekapcsolódnak H1 linker hiszton és linker DNS segítségével, az úgynevezett 30 nm-es rost képződik, amely magasabb szintű DNS-szervezetet képvisel.

A 30 nm-es szál egy 30 nanométer vastag kromatin szál, amely sebtekercs (mágnesszelep szerkezet) formájában van. A hisztonok nagyon konzervatív fehérjék, amelyek alig változtak az evolúció során. Ennek oka az, hogy alapvető fontosságúak a DNS biztosításában és csomagolásában az összes eukarióta élőlényben. A nukleoszómák szerkezete minden eukarióta sejtben azonos.

Funkció és feladatok

A nukleoszómák alapvető jelentőségét abban rejlik, hogy képesek-e a genetikai anyagot a sejtmag legkisebb részébe csomagolni, és ezzel egyidejűleg biztosítani. A csomagolás még a kromoszómák kevésbé sűrű kondenzációs állapotaival is nagyon szoros. Ugyanakkor ebben az esetben az enzimek eljutnak a DNS-hez.

Itt kezdeményezhetik a genetikai információ átadását az mRNS-hez és a fehérjék szintézisét. A nukleoszómák nagy jelentőséggel bírnak az epigenetikus folyamatokban is. Az epigenetika az egyes sejtekben a gének aktivitásában bekövetkező változásokról szól, amelyek többek között a test sejtjeinek különböző szervekre történő differenciálódásához vezetnek. Ezenkívül az elsajátított tulajdonságok az epigenetikus változások révén alakulnak ki.

A genetikai anyag alapvető genetikai szerkezete azonban megmarad. A különféle géneket azonban inaktiválhatjuk hisztonokhoz való kötés vagy metilezés útján, és kevésbé szoros csomagolással is aktiválhatók.

Itt megtalálja gyógyszereit

betegségek

Vannak olyan betegségek, amelyek a nukleoszómákhoz kapcsolódnak. Ezek elsősorban autoimmun betegségek, amelyekben az immunrendszer antitesteket termel a test saját fehérjéi ellen. Többek között a nukleoszómák is befolyásolhatók.

A szisztémás autoimmun betegség lupus erythematosusban (SLE) a nukleoszómák olyan antigéneket képviselnek, amelyeket a test saját immunrendszere támad meg. A szisztémás lupus erythematosus (SLE) kialakulásában a genetikai tényezők környezeti hatásokkal való kombinációja szerepet játszik a patogenezisben. A keringő nukleoszómák fokozott koncentrációja található a betegek szérumában. A szabad nukleoszómák gyulladásos reakciókat válthatnak ki és a limfociták sejthalálát okozhatják. Ezenkívül a nukleoszómák károsodott lebontása, például a dezoxiribonukleáz (DNáz1) genetikailag meghatározott csökkent aktivitása miatt, megnövekedett koncentrációhoz vezethet, és ezáltal fokozhatja annak a autoimmun betegségnek a kialakulásának kockázatát, mint például a lupus erythematosus (SLE), amely a nukleoszómák ellen irányul.

A lupus erythematosust (SLE) nagyon kiterjedt klinikai kép jellemzi. Nagyon különböző szerveket érinthet. A tünetek leggyakrabban a bőrön, az ízületekben, az erekben és a mellhártyában jelentkeznek. A bőrön tipikus pillangó alakú eritéma alakul ki. Ezt fokozza a napsugárzás. A hajhullás mellett a kis erek is meggyulladnak. A hidegnek kitéve Raynaud-szindrómát (a bőr fehér vagy kékes elszíneződése) figyelik meg. Széles körű ízületi gyulladás is kialakul. A vesék bevonása esetén a betegség prognózisa a veseelégtelenség kockázata miatt romlik.