Nukleosom mewakili unit pembungkusan kromosom terkecil. Bersama dengan protein penghubung dan DNA penghubung, nukleosom adalah sebahagian daripada kromatin, bahan yang membentuk kromosom. Penyakit autoimun lingkaran reumatik boleh berkembang bersamaan dengan antibodi ke nukleosom.
Apa itu nukleosom?
Nukleosom terdiri daripada luka DNA di sekitar oktamer histon. Histon adalah protein asas tertentu molekul yang mengembangkan daya pengikat yang kuat ke rantai DNA. Khususnya, asasnya banyak asid amino lisin and arginine memberikan asas histon. Asas protein boleh mengikat DNA asid dengan kuat untuk membentuk struktur nukleosom yang rapat. Walau bagaimanapun, nukleosom hanyalah unit pembungkusan paling asas kromatin dan dengan demikian kromosom. Penemuan nukleosom dibuat pada tahun 1973 oleh Donald Olins dan Ada melalui pencitraan mikroskopik elektron nukleus sel bengkak. Ini menunjukkan struktur DNA solenoid yang disebut. Ini adalah pemeluwapan sebilangan besar nukleosom menjadi a kromatin serat. Serat ini kelihatan seperti gegelung bergelung. Nukleosom individu dihubungkan bersama oleh apa yang disebut histon penghubung, yang terikat dengan DNA penghubung, dan membentuk struktur organisasi dalam kromatin yang dikenali sebagai serat 30-nm.
Anatomi dan struktur
Nukleosom terdiri daripada dua komponen asas, histon dan DNA. Histon mula-mula membentuk oktamer histon. Ini mewakili kompleks protein lapan histon. Blok asas bangunan kompleks ini adalah empat histon yang berbeza. Ini termasuk protein H3, H4, H2A dan H2B. Dua histon jenis yang sama masing-masing bergabung untuk membentuk dimer. Octamer histone seterusnya terdiri daripada empat dimer yang berbeza. Segmen DNA dengan 147 pasangan asas kini merangkumi 1.65 kali di sekitar kompleks protein yang dihasilkan dan membentuk struktur superhelix tangan kiri. Penggulungan DNA ini memendekkan panjangnya dengan satu ketujuh dari 68 nanometer hingga 10 nanometer. Pencernaan histon oleh enzim DNase menghasilkan zarah inti nukleosom yang disebut, yang terdiri daripada oktamer histon dan serpihan DNA dari 147 pasangan asas. Zarah teras nukleosom individu dihubungkan bersama oleh penghubung histon H1. Histone penghubung secara serentak dihubungkan dengan DNA penghubung. Pada gilirannya, histon H1 mewakili pelbagai protein molekul yang berbeza bergantung pada tisu, organ, dan spesies. Walau bagaimanapun, mereka tidak mempengaruhi struktur nukleosom. Apabila nukleosom bergabung dengan penghubung histon H1 dan penghubung DNA, serat 30nm yang disebut terbentuk, yang mewakili tahap organisasi DNA yang lebih tinggi. Serat 30nm adalah serat kromatin tebal 30 nanometer yang berbentuk gegelung bergelung (struktur solenoid). Histon sangat konservatif protein yang hampir tidak berubah semasa evolusi. Ini disebabkan oleh kepentingan asas mereka dalam mengamankan dan mengemas DNA dalam semua organisma eukariotik. Oleh itu, struktur nukleosom juga sama pada semua sel eukariotik.
Fungsi dan peranan
Kepentingan asas nukleosom terletak pada kemampuan mereka memasukkan bahan genetik ke ruang terkecil di nukleus sel sambil memastikannya selamat. Walaupun dalam keadaan pemeluwapan yang kurang padat di kromosom, pembungkusan yang sangat ketat masih ada. Namun, pada masa yang sama, enzim dalam kes ini mencapai DNA. Di sini mereka kemudian dapat melakukan pemindahan maklumat genetik ke mRNA serta sintesis protein. Nukleosom juga memainkan peranan utama dalam proses epigenetik. Epigenetik prihatin dengan perubahan aktiviti gen dalam sel individu, yang membawaantara lain dengan pembezaan sel-sel badan menjadi pelbagai organ. Selanjutnya, ciri yang diperoleh dibentuk oleh perubahan epigenetik. Walau bagaimanapun, struktur genetik asas bahan keturunan tetap utuh. Walau bagaimanapun, pelbagai gen boleh dinonaktifkan dengan pengikatan ketat terhadap histon atau metilasi, serta diaktifkan semula oleh pembungkusan yang kurang padat.
Penyakit
Terdapat penyakit yang berkaitan dengan nukleosom. Ini adalah terutamanya penyakit autoimun di mana sistem imun menghasilkan antibodi terhadap protein badan sendiri. Antara lain, nukleosom juga boleh terjejas. Oleh itu, dalam penyakit autoimun sistemik lupus erythematosus (SLE), nukleosom mewakili antigen yang diserang oleh badan sendiri sistem imun. Dalam perkembangan sistemik lupus erythematosus (SLE), gabungan faktor genetik dengan pengaruh persekitaran mungkin berperanan dalam patogenesis. Tahap peningkatan nukleosom yang beredar terdapat di dalam serum pesakit. Nukleosom bebas boleh menyebabkan tindak balas keradangan dan menyebabkan kematian sel limfosit. Di samping itu, penurunan nukleosom yang merosot, misalnya kerana aktiviti deoxyribonuclease yang dikurangkan secara genetik (DNase1), boleh membawa kepada peningkatan mereka kepekatan dan dengan demikian meningkatkan risiko mengembangkan penyakit autoimun yang diarahkan terhadap nukleosom, seperti lupus erythematosus (SLE). Lupus erythematosus (SLE) dicirikan oleh gambaran klinikal yang sangat luas. Organ yang sangat berbeza boleh terjejas. Selalunya, gejala muncul di kulit, sendi, darah kapal, dan menangis. Yang khas rama-rama-bentuk eritema berbentuk pada kulit. Ini diperhebat oleh pendedahan cahaya matahari. Sebagai tambahan kepada keguguran rambut, terdapat juga keradangan dari yang kecil darah kapal. Apabila terdedah kepada sejuk, Sindrom Raynaud (perubahan warna putih hingga kebiruan kulit) diperhatikan. Selanjutnya, luas keradangan daripada sendi berkembang. Apabila ginjal terlibat, prognosis penyakit bertambah buruk kerana risiko kegagalan buah pinggang.
