Νουκλεοσώματα

ΕΝΑ Νουκλεοσώματα αντιπροσωπεύει τη μικρότερη μονάδα συσκευασίας ενός χρωμοσώματος. Μαζί με την συνδετική πρωτεΐνη και το συνδετικό DNA, τα νουκλεοσώματα ανήκουν στην χρωματίνη, το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται τα χρωμοσώματα. Σε σχέση με αντισώματα κατά νουκλεοσωμάτων, μπορεί να αναπτυχθούν αυτοάνοσες ασθένειες του ρευματικού κύκλου.

Τι είναι το νουκλεοσώμα;

Τα νουκλεοσώματα αποτελούνται από DNA τυλιγμένο γύρω από ένα οκταμερές ιστονών. Οι ιστόνες είναι ορισμένα μόρια βασικών πρωτεϊνών που αναπτύσσουν ισχυρό δεσμό με την αλυσίδα DNA. Τα συχνά εμφανιζόμενα βασικά αμινοξέα λυσίνη και αργινίνη εξασφαλίζουν ειδικότερα τη βασικότητα των ιστονών.

Οι βασικές πρωτεΐνες μπορούν να προσδεθούν σταθερά στο όξινο DNA και έτσι να σχηματίσουν τη σφιχτά συσκευασμένη δομή των νουκλεοσωμάτων. Ωστόσο, το νουκλεοσώμα είναι μόνο η πιο στοιχειώδης μονάδα συσκευασίας της χρωματίνης και επομένως του χρωμοσώματος. Η ανακάλυψη των νουκλεοσωμάτων πραγματοποιήθηκε το 1973 από τους Donald Olins και Ada μέσω της ηλεκτρονικής μικροσκοπικής αναπαράστασης πυρήνων πρησμένων κυττάρων. Αποκαλύφθηκε η λεγόμενη σωληνοειδής δομή του DNA. Είναι η συμπίεση ενός μεγάλου αριθμού νουκλεοσωμάτων σε μια ίνα χρωματίνης.

Αυτή η ίνα μοιάζει με κουλουριασμένο πηνίο. Τα μεμονωμένα νουκλεοσώματα συνδέονται το ένα με το άλλο από τις λεγόμενες συνδετικές ιστόνες, οι οποίες συνδέονται με το συνδετικό DNA, και σχηματίζουν μια οργανωτική δομή στην χρωματίνη γνωστή ως ίνα 30 nm.

Ανατομία & δομή

Το νουκλεοσώμα αποτελείται από δύο βασικά συστατικά, τις ιστόνες και το DNA. Οι ιστόνες σχηματίζουν αρχικά ένα οκταμερές ιστόνης. Αυτό αντιπροσωπεύει ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα οκτώ ιστονών.Τα βασικά δομικά στοιχεία αυτού του συμπλόκου είναι τέσσερις διαφορετικές ιστόνες. Αυτές περιλαμβάνουν τις πρωτεΐνες Η3, Η4, Η2Α και Η2Β. Δύο πανομοιότυπες ιστόνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα διμερές.

Το οκταμερές ιστόνης με τη σειρά του αποτελείται από τα τέσσερα διαφορετικά διμερή. Ένα τμήμα DNA με 147 ζεύγη βάσεων τυλίγει τώρα 1,65 φορές γύρω από το προκύπτον πρωτεϊνικό σύμπλεγμα και σχηματίζει μια αριστερή δομή υπερ-έλικα. Αυτή η συστροφή του DNA μειώνει το μήκος της κατά ένα έβδομο από 68 νανόμετρα σε 10 νανόμετρα. Κατά τη διαδικασία πέψης των ιστονών από το ένζυμο DNase, δημιουργείται το λεγόμενο σωματίδιο πυρήνα νουκλεοσώματος, το οποίο αποτελείται από το οκταμερές ιστόνης και ένα θραύσμα DNA 147 ζευγών βάσεων.

Τα μεμονωμένα σωματίδια πυρήνα νουκλεοσωμάτων συνδέονται το ένα με το άλλο μέσω του συνδέτη ιστόνης Η1. Η συνδετική ιστόνη συνδέεται επίσης με το συνδετικό DNA. Η ιστόνη Η1 με τη σειρά της αντιπροσωπεύει ένα πλήθος πρωτεϊνών μορίων που ποικίλλουν ανάλογα με τον ιστό, το όργανο και τον τύπο. Ωστόσο, δεν επηρεάζουν τη δομή του νουκλεοσώματος. Όταν τα νουκλεοσώματα συνδέονται μέσω συνδέτη ιστόνης Η1 και συνδετικού DNA, σχηματίζεται η λεγόμενη ίνα 30nm, η οποία αντιπροσωπεύει υψηλότερο επίπεδο οργάνωσης DNA.

Η ίνα 30nm είναι μια ίνα χρωματίνης πάχους 30 νανομέτρων με τη μορφή ενός πηνίου πληγής (δομή σωληνοειδών). Οι ιστόνες είναι πολύ συντηρητικές πρωτεΐνες που σχεδόν δεν έχουν αλλάξει κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Αυτό οφείλεται στη θεμελιώδη σημασία τους για την ασφάλεια και τη συσκευασία του DNA σε όλα τα ευκαρυωτικά ζωντανά όντα. Η δομή των νουκλεοσωμάτων σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι η ίδια.

Λειτουργία & εργασίες

Η θεμελιώδης σημασία των νουκλεοσωμάτων έγκειται στην ικανότητά τους να συσκευάζουν το γενετικό υλικό στον μικρότερο χώρο στον πυρήνα των κυττάρων και ταυτόχρονα να το ασφαλίζουν. Ακόμη και με λιγότερο πυκνές καταστάσεις συμπύκνωσης των χρωμοσωμάτων, η συσκευασία είναι ακόμη πολύ σφιχτή. Ταυτόχρονα, ωστόσο, τα ένζυμα φτάνουν στο DNA σε αυτήν την περίπτωση.

Εδώ μπορούν στη συνέχεια να ξεκινήσουν τη μεταφορά των γενετικών πληροφοριών στο mRNA και τη σύνθεση των πρωτεϊνών. Τα νουκλεοσώματα έχουν επίσης μεγάλη σημασία στις επιγενετικές διεργασίες. Η επιγενετική αφορά τις αλλαγές στη δραστηριότητα των γονιδίων σε μεμονωμένα κύτταρα, οι οποίες, μεταξύ άλλων, οδηγούν στη διαφοροποίηση των κυττάρων του σώματος σε διαφορετικά όργανα. Επιπλέον, τα αποκτηθέντα χαρακτηριστικά αναπτύσσονται μέσω επιγενετικών αλλαγών.

Ωστόσο, διατηρείται η βασική γενετική δομή του γενετικού υλικού. Ωστόσο, διάφορα γονίδια μπορούν να απενεργοποιηθούν με σύνδεση σε ιστόνες ή με μεθυλίωση, και μπορούν να επανενεργοποιηθούν με λιγότερο σφιχτή συσκευασία.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Ασθένειες

Υπάρχουν ασθένειες που σχετίζονται με τα νουκλεοσώματα. Αυτές είναι κυρίως αυτοάνοσες ασθένειες στις οποίες το ανοσοποιητικό σύστημα σχηματίζει αντισώματα έναντι των πρωτεϊνών του ίδιου του σώματος. Μεταξύ άλλων, τα νουκλεοσώματα μπορούν επίσης να επηρεαστούν.

Στη συστηματική αυτοάνοση νόσο του ερυθηματώδους λύκου (SLE), τα νουκλεοσώματα αντιπροσωπεύουν αντιγόνα που προσβάλλονται από το ανοσοποιητικό σύστημα του ίδιου του σώματος. Στην ανάπτυξη του συστηματικού ερυθηματώδους λύκου (SLE), ο συνδυασμός γενετικών παραγόντων με περιβαλλοντικές επιδράσεις παίζει ρόλο στην παθογένεση. Αυξημένες συγκεντρώσεις νουκλεοσωμάτων που κυκλοφορούν βρίσκονται στον ορό των ασθενών. Τα ελεύθερα νουκλεοσώματα μπορούν να προκαλέσουν φλεγμονώδεις αντιδράσεις και να προκαλέσουν τον κυτταρικό θάνατο των λεμφοκυττάρων. Επιπλέον, η εξασθενημένη διάσπαση των νουκλεοσωμάτων, για παράδειγμα λόγω μιας γενετικά προσδιορισμένης μειωμένης δραστικότητας της δεοξυριβονουκλεάσης (DNase1), μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη συγκέντρωσή της και συνεπώς σε αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης αυτοάνοσης νόσου όπως ο ερυθηματώδης λύκος (SLE) που στρέφεται εναντίον των νουκλεοσωμάτων.

Ο ερυθηματώδης λύκος (SLE) χαρακτηρίζεται από μια πολύ εκτεταμένη κλινική εικόνα. Μπορεί να επηρεαστούν πολύ διαφορετικά όργανα. Τα συμπτώματα εμφανίζονται συχνότερα στο δέρμα, στις αρθρώσεις, στα αιμοφόρα αγγεία και στον υπεζωκότα. Ένα τυπικό ερύθημα σε σχήμα πεταλούδας σχηματίζεται στο δέρμα. Αυτό εντείνεται από την ηλιακή ακτινοβολία. Εκτός από την τριχόπτωση, τα μικρά αιμοφόρα αγγεία φλεγμονώνονται επίσης. Το σύνδρομο Raynaud (λευκό έως μπλε αποχρωματισμό του δέρματος) παρατηρείται όταν εκτίθεται στο κρύο. Αναπτύσσεται επίσης εκτεταμένη φλεγμονή των αρθρώσεων. Εάν εμπλέκονται τα νεφρά, η πρόγνωση της νόσου επιδεινώνεται λόγω του κινδύνου νεφρικής ανεπάρκειας.