نوکلئوزوم: ساختار ، عملکرد و بیماری ها

نوکلئوزوم نشان دهنده کوچکترین واحد بسته بندی یک کروموزوم است. نوکلئوزوم ها بهمراه پروتئین پیوند دهنده و DNA پیوند دهنده بخشی از آن هستند کروماتین، ماده ای که تشکیل می دهد کروموزوم. بیماری های خود ایمنی از دایره روماتیسمی ممکن است در ارتباط با ایجاد شود آنتی بادی به نوکلئوزوم ها.

نوکلئوزوم چیست؟

نوکلئوزومها از DNA زخم شده در اطراف یک اکتامر هیستون تشکیل شده اند. هیستون ها پروتئین اساسی خاصی هستند مولکول ها که یک نیروی اتصال قوی به زنجیره DNA ایجاد می کند. به طور خاص ، اساسی فراوان است اسیدهای آمینه لیزین و آرژینین اساسی بودن هیستون ها را فراهم می کند. اساسی پروتئین ها می تواند محکم به DNA اسیدی متصل شود و ساختار محکم بسته شده نوکلئوزوم ها را تشکیل دهد. با این حال ، نوکلئوزوم تنها اساسی ترین واحد بسته بندی است کروماتین و بنابراین کروموزوم. کشف نوکلئوزومها در سال 1973 توسط دونالد اولینز و آدا از طریق تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی از هسته سلولهای متورم انجام شد. این ساختار به اصطلاح سلونوئید DNA را نشان داد. این تراکم تعداد بیشتری از نوکلئوزوم ها به یک است کروماتین فیبر این الیاف مانند یک سیم پیچ سیم پیچ شده است. نوکلئوزومهای منفرد توسط اصطلاحاً هیستونهای پیوند دهنده که به DNA پیوند دهنده متصل هستند به هم متصل می شوند و یک ساختار سازمانی در کروماتین ایجاد می کنند که به عنوان فیبر 30 نانومتری شناخته می شود.

آناتومی و ساختار

نوکلئوزوم از دو جز basic اساسی ، هیستون و DNA تشکیل شده است. هیستون ها ابتدا یک اکتامر هیستون تشکیل می دهند. این مجموعه ای پروتئینی از هشت هیستون را نشان می دهد. عناصر اساسی ساخت این مجموعه چهار هیستون مختلف است. اینها شامل پروتئین ها H3 ، H4 ، H2A و H2B. هر دو هیستون از یک نوع با هم ترکیب می شوند و یک دیمر تشکیل می دهند. اکتامر هیستون به نوبه خود از چهار دیمر مختلف تشکیل شده است. یک بخش DNA با 147 جفت باز اکنون 1.65 بار دور مجموعه پروتئینی حاصل را می پیچد و یک ساختار ابرقهرمانی چپ دست را تشکیل می دهد. این سیم پیچ DNA طول آن را یک هفتم از 68 نانومتر به 10 نانومتر کوتاه می کند. هضم هیستون ها توسط آنزیم DNase منجر به ذره هسته به اصطلاح هسته ای می شود که از اکتامر هیستون و یک قطعه DNA از 147 جفت باز تشکیل شده است. ذرات اصلی هسته نوکلئوزوم توسط پیوند دهنده H1 هیستون بهم متصل می شوند. هیستون پیوند دهنده همزمان با DNA پیوند دهنده مرتبط است. به نوبه خود ، هیستون H1 نشان دهنده انواع پروتئین است مولکول ها که بسته به بافت ، اندام و گونه های مختلف متفاوت است. با این حال ، آنها بر ساختار نوکلئوزوم تأثیر نمی گذارند. هنگامی که نوکلئوزومها توسط پیوند دهنده هیستون H1 و DNA پیوند دهنده پیوند می یابند ، فیبر به اصطلاح 30 نانومتری تشکیل می شود که نشان دهنده سطح بالاتری از سازماندهی DNA است. الیاف 30 نانومتری یک الیاف کروماتین با ضخامت 30 نانومتر است که به شکل یک سیم پیچ پیچ خورده (ساختار برقی) است. هیستون ها بسیار محافظه کارانه هستند پروتئین ها که در طول تکامل به سختی تغییر کرده اند. این به دلیل اهمیت اساسی آنها در ایمن سازی و بسته بندی DNA در تمام موجودات یوکاریوتی است. بنابراین ، ساختار نوکلئوزومها نیز در تمام سلولهای یوکاریوتی یکسان است.

عملکرد و نقش ها

اهمیت اساسی نوکلئوزومها در توانایی آنها برای بسته بندی مواد ژنتیکی در کمترین فضای ممکن در هسته سلول در عین ایمن نگه داشتن آن است. حتی در حالت تراکم کمتر از کروموزوم، بسته بندی بسیار محکم هنوز هم وجود دارد. در عین حال ، آنزیم ها در این حالت به DNA می رسند. در اینجا آنها می توانند انتقال اطلاعات ژنتیکی به mRNA و همچنین سنتز پروتئین ها را آغاز کنند. نوکلئوزوم ها نیز در فرآیندهای اپی ژنتیک نقش عمده ای دارند. Epigenetics مربوط به تغییر در فعالیت ژنها در سلولهای منفرد است ، که رهبریاز جمله ، به تمایز سلولهای بدن به اندامهای مختلف. علاوه بر این ، خصوصیات اکتسابی با تغییرات اپی ژنتیکی شکل می گیرد. با این حال ، ساختار ژنتیکی اساسی مواد ارثی دست نخورده باقی مانده است. با این حال ، می توان ژن های مختلف را با اتصال محکم به هیستون ها یا متیلاسیون ها غیرفعال کرد و همچنین با بسته بندی کمتر متراکم ، آنها را دوباره فعال کرد.

بیماری

بیماری های مرتبط با نوکلئوزوم ها وجود دارد. اینها عمدتا هستند بیماری های خود ایمنی که در آن سیستم ایمنی بدن تولید می کند آنتی بادی در برابر پروتئین های خود بدن است. از جمله ، نوکلئوزوم ها نیز می توانند تحت تأثیر قرار بگیرند. بنابراین ، در بیماری خود ایمنی سیستمیک لوپوس اریتماتوز (SLE) ، نوکلئوزوم ها آنتی ژن هایی را نشان می دهند که توسط بدن حمله می شوند سیستم ایمنی بدن. در توسعه سیستمیک لوپوس اریتماتوز (SLE) ، ترکیبی از عوامل ژنتیکی با تأثیرات محیطی احتمالاً در پاتوژنز نقش دارد. افزایش سطح نوکلئوزوم های در گردش خون در سرم بیماران مشاهده می شود. نوکلئوزوم های آزاد می توانند پاسخ های التهابی را القا کرده و منجر به مرگ سلولی شوند لنفوسيت ها. علاوه بر این ، تخریب اختلال نوکلئوزوم ها ، به عنوان مثال به دلیل کاهش فعالیت ژنتیکی deoxyribonuclease (DNase1) ، می تواند رهبری به آنها افزایش یافته است غلظت و بنابراین به افزایش خطر ابتلا به یک بیماری خود ایمنی که علیه نوکلئوزوم ها هدایت می شود ، مانند لوپوس اریتماتوز (SLE) لوپوس اریتماتوز (SLE) با یک تصویر بالینی بسیار گسترده مشخص می شود. اندام های بسیار مختلفی می توانند تحت تأثیر قرار گیرند. به طور معمول ، علائم در پوست, مفاصل, خون عروقو گریه. غیر معمول پروانهاریتم به شکل در پوست. این در اثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید تشدید می شود. بعلاوه ریزش مو، نیز وجود دارد التهاب از کوچک خون عروق. وقتی در معرض سرد, سندرم رینود (تغییر رنگ سفید تا مایل به آبی) پوست) مشاهده می شود. علاوه بر این ، گسترده است التهاب از مفاصل توسعه می یابد وقتی کلیه درگیر می شود ، پیش آگهی بیماری بدلیل خطر ابتلا به بیماری بدتر می شود نارسایی کلیه.