EN nukleosom repræsenterer den mindste emballageenhed for et kromosom. Sammen med linkerproteinet og linker-DNA hører nukleosomerne til kromatinet, det materiale, hvorfra kromosomerne er fremstillet. I forbindelse med antistoffer mod nukleosomer kan autoimmune sygdomme i det reumatiske kredsløb udvikles.
Hvad er et nukleosom?
Nukleosomer består af DNA indpakket omkring en oktamer af histoner. Histoner er visse basiske proteinmolekyler, der udvikler en stærk binding med DNA-kæden. De almindelige basiske aminosyrer lysin og arginin sikrer især basisen af histoner.
De basiske proteiner kan binde stærkt med det sure DNA og således danne nukleosomernes tætpakkede struktur. Nukleosomet er imidlertid kun den mest elementære emballageenhed for kromatinet og dermed kromosomet. Opdagelsen af nukleosomerne fandt sted i 1973 af Donald Olins og Ada gennem elektronmikroskopisk repræsentation af hævede cellekerner. Den såkaldte solenoidstruktur af DNA blev afsløret. Det er komprimering af et stort antal nukleosomer i en kromatinfiber.
Denne fiber ligner en opviklet spole. De individuelle nukleosomer er bundet til hinanden af de såkaldte linkerhistoner, der er bundet til linker-DNA'et og danner en organisatorisk struktur kaldet en 30 nm fiber i kromatinet.
Anatomi & struktur
Nukleosomet består af to basiske komponenter, histoner og DNA. Histonerne danner oprindeligt en histonoktamer. Dette repræsenterer et proteinkompleks med otte histoner De grundlæggende byggesten til dette kompleks er fire forskellige histoner. Disse inkluderer proteinerne H3, H4, H2A og H2B. To identiske histoner kombineres hver for at danne en dimer.
Histonoktamer består igen af de fire forskellige dimerer. Et segment af DNA med 147 basepar parerer nu 1,65 gange omkring det resulterende proteinkompleks og danner en venstrehånds superhelixstruktur. Denne vridning af DNAen forkorter dens længde med en syvende fra 68 nanometer til 10 nanometer. Under fordøjelsesprocessen af histoner med enzymet DNase dannes den såkaldte nukleosomkernepartikel, der består af histoneoktamer og et DNA-fragment på 147 basepar.
De individuelle nukleosomkernepartikler er forbundet til hinanden af linkeren histon H1. Linkerhistonen er også knyttet til linker-DNA. Histon H1 repræsenterer på sin side et væld af proteinmolekyler, der varierer afhængigt af væv, organ og type. De påvirker imidlertid ikke nukleosomets struktur. Når nukleosomerne er forbundet ved hjælp af linker-histon H1 og linker-DNA, dannes den såkaldte 30nm-fiber, der repræsenterer et højere niveau af DNA-organisation.
30nm-fiberen er en 30 nanometer tyk kromatinfiber i form af en sårspiral (solenoidstruktur). Histonerne er meget konservative proteiner, der næppe har ændret sig i løbet af udviklingen. Dette skyldes deres grundlæggende betydning for at sikre og pakke DNA'et i alle eukaryote levende ting. Strukturen af nukleosomerne i alle eukaryote celler er den samme.
Funktion & opgaver
Den grundlæggende betydning af nukleosomerne ligger i deres evne til at pakke det genetiske materiale i det mindste rum i cellekernen og på samme tid til at sikre det. Selv med mindre tætte kondensationstilstande af kromosomerne er emballagen stadig meget tæt. På samme tid når enzymer imidlertid DNA'et i dette tilfælde.
Her kan de derefter starte overførslen af den genetiske information til mRNA og syntesen af proteiner. Nukleosomerne er også af stor betydning i epigenetiske processer. Epigenetik handler om ændringer i aktiviteten af gener i individuelle celler, som blandt andet fører til differentiering af kropsceller i forskellige organer. Desuden udvikles erhvervede egenskaber gennem epigenetiske ændringer.
Imidlertid bevares den grundlæggende genetiske struktur af det genetiske materiale. Forskellige gener kan imidlertid inaktiveres ved binding til histoner eller ved methylering, og de kan genaktiveres ved mindre tæt emballage.
Du kan finde din medicin her
➔ Lægemidler til at styrke forsvaret og immunforsvaretsygdomme
Der er sygdomme, der er relateret til nukleosomer. Dette er hovedsageligt autoimmune sygdomme, hvor immunsystemet producerer antistoffer mod kroppens egne proteiner. Blandt andet kan nukleosomer også påvirkes.
I den systemiske autoimmune sygdom lupus erythematosus (SLE) repræsenterer nukleosomerne antigener, der er angrebet af kroppens eget immunsystem. I udviklingen af systemisk lupus erythematosus (SLE) spiller kombinationen af genetiske faktorer med miljøpåvirkninger en rolle i patogenesen. Forøgede koncentrationer af cirkulerende nukleosomer findes i serumet hos patienterne. De frie nukleosomer kan inducere inflammatoriske reaktioner og forårsage celledød af lymfocytter. Derudover kan en nedsat nedbrydning af nukleosomer, for eksempel på grund af en genetisk bestemt reduceret aktivitet af deoxyribonuclease (DNase1), føre til dens øgede koncentration og dermed til en øget risiko for at udvikle en autoimmun sygdom, såsom lupus erythematosus (SLE), der er rettet mod nukleosomer.
Lupus erythematosus (SLE) er kendetegnet ved et meget omfattende klinisk billede. Meget forskellige organer kan påvirkes. Ofte vises symptomer på hud, led, blodkar og pleura. Et typisk sommerfuglformet erythema dannes på huden. Dette intensiveres af solstråling. Ud over hårtab bliver de små blodkar også betændte. Raynauds syndrom (hvid til blålig misfarvning af huden) observeres, når den udsættes for kulde. Ekstensiv ledbetændelse udvikler sig også. Hvis nyrerne er involveret, forværres prognosen for sygdommen på grund af risikoen for nyresvigt.
.jpg)
