Un nucleosoma representa la unitat d’envasament més petita d’un cromosoma. Juntament amb la proteïna enllaçant i l'ADN enllaçant, formen part dels nucleosomes cromatina, el material que el compon cromosomes. Malalties autoimmunitàries del cercle reumàtic es pot desenvolupar en associació amb anticossos als nucleosomes.
Què és un nucleosoma?
Els nucleosomes estan formats per ADN enrotllat al voltant d’un octàmer d’histones. Les histones són certes proteïnes bàsiques molècules que desenvolupen una forta força d’unió a la cadena d’ADN. En particular, l'abundant bàsic aminoàcids lisina i arginina proporcionen la basicitat de les histones. El bàsic proteïnes es pot unir fortament a l’ADN àcid per formar l’estructura fortament empaquetada dels nucleosomes. No obstant això, el nucleosoma és només la unitat d’embalatge més bàsica cromatina i així del cromosoma. El descobriment de nucleosomes el van fer el 1973 Donald Olins i Ada mitjançant imatges microscòpiques electròniques de nuclis de cèl·lules inflades. Això va revelar l’anomenada estructura solenoide de l’ADN. Es tracta de la condensació d’un major nombre de nucleosomes en a cromatina fibra. Aquesta fibra sembla una bobina enrotllada. Els nucleosomes individuals estan units entre si per les anomenades histones enllaçadores, que estan lligades a l’ADN enllaçant, i formen una estructura organitzativa en la cromatina coneguda com a fibra de 30 nm.
Anatomia i estructura
El nucleosoma consta de dos components bàsics, les histones i l’ADN. Les histones formen primer un octàmer d'histones. Això representa un complex proteic de vuit histones. Els blocs bàsics d’aquest complex són quatre histones diferents. Aquests inclouen el proteïnes H3, H4, H2A i H2B. Dues histones del mateix tipus es combinen cadascuna per formar un dímer. Al seu torn, l'histàmer octàmer consta de quatre dímers diferents. Un segment d’ADN amb 147 parells de bases ara s’envolta 1.65 vegades al voltant del complex proteic resultant i forma una estructura de superhèlix per a esquerrans. Aquest enrotllament de l’ADN escurça la seva longitud en una setena part de 68 nanòmetres a 10 nanòmetres. La digestió de les histones per part de l’enzim DNasa dóna lloc a l’anomenada partícula del nucli del nucleosoma, que consisteix en l’octàmer de la histona i un fragment d’ADN de 147 parells de bases. Les partícules nuclears dels nucleosomes individuals s’uneixen entre si mitjançant la histona H1 de l’enllaç. La histona de l’enllaç es vincula simultàniament amb l’ADN de l’enllaç. Al seu torn, la histona H1 representa una varietat de proteïnes molècules que varien segons el teixit, l’òrgan i l’espècie. Tot i això, no afecten l’estructura del nucleosoma. Quan els nucleosomes s’uneixen mitjançant la histona H1 i l’ADN enllaçant, es forma l’anomenada fibra de 30 nm, que representa un nivell més alt d’organització de l’ADN. La fibra de 30 nm és una fibra de cromatina de 30 nanòmetres de gruix que té la forma d’una bobina enrotllada (estructura del solenoide). Les histones són molt conservadores proteïnes que amb prou feines han canviat en el curs de l’evolució. Això es deu a la seva importància fonamental per assegurar i empaquetar l'ADN en tots els organismes eucariotes. Per tant, l’estructura dels nucleosomes també és la mateixa en totes les cèl·lules eucariotes.
Funció i rols
La importància fonamental dels nucleosomes rau en la seva capacitat per empaquetar material genètic al mínim espai possible del nucli cel·lular, mantenint-lo al mateix temps segur. Fins i tot en estats de condensació menys densos de cromosomes, encara hi ha embalatge molt ajustat. Al mateix temps, però, enzims en aquest cas arribar a l'ADN. Aquí podran iniciar una transferència d'informació genètica a l'ARNm, així com la síntesi de proteïnes. Els nucleosomes també tenen un paper important en els processos epigenètics. Epigenètica es preocupa pels canvis en l'activitat dels gens en cèl·lules individuals, que lead, entre altres coses, a la diferenciació de les cèl·lules del cos en diversos òrgans. A més, les característiques adquirides es formen per canvis epigenètics. Tot i això, l’estructura genètica bàsica del material hereditari roman intacta. No obstant això, diversos gens es poden inactivar mitjançant una unió estreta a les histones o per metilacions, així com reactivar-los mitjançant envasos menys densos.
Malalties
Hi ha malalties associades als nucleosomes. Aquests són principalment malalties autoimmunitàries en què el sistema immune produeix anticossos contra les pròpies proteïnes del cos. Entre d’altres, també es poden veure afectats els nucleosomes, per tant, en la malaltia autoimmune sistèmica lupus eritematós (LES), els nucleosomes representen antígens que són atacats pel propi cos sistema immune. En el desenvolupament de sistemes lupus eritematós (LES), la combinació de factors genètics amb influències ambientals probablement juga un paper en la patogènesi. Al sèrum dels pacients es troben nivells elevats de nucleosomes en circulació. Els nucleosomes lliures poden induir respostes inflamatòries i induir la mort cel·lular de limfòcits. A més, la degradació deteriorada dels nucleosomes, per exemple a causa de l’activitat genèticament reduïda de la desoxiribonucleasa (DNasa1), pot lead al seu augment concentració i, per tant, amb un major risc de desenvolupar una malaltia autoimmune dirigida contra nucleosomes, com ara lupus eritematós (LES). El lupus eritematós (LES) es caracteritza per un quadre clínic molt extens. Es poden veure afectats òrgans molt diferents. El més freqüent és que apareguin símptomes al pell, articulacions, sang d'un sol ús i multiús.i pleura. Un típic papallonaes forma un eritema en forma al pell. Això s’intensifica amb l’exposició a la llum solar. A més de la pèrdua de cabell, també hi ha inflamació del petit sang d'un sol ús i multiús.. Quan s’exposa a fred, Síndrome de Raynaud (decoloració blanca a blavosa del pell) s’observa. A més, extens inflamació dels articulacions es desenvolupa. Quan els ronyons estan implicats, el pronòstic de la malaltia empitjora a causa del risc de patir insuficiència renal.
