ヌクレオソーム

あ ヌクレオソーム ヌクレオソームは、染色体の最小のパッケージング単位を表します。ヌクレオソームは、リンカータンパク質およびリンカーDNAとともに、染色体の材料であるクロマチンに属しています。ヌクレオソームに対する抗体に関連して、リウマチ回路の自己免疫疾患が発症する可能性があります。

ヌクレオソームとは何ですか？

ヌクレオソームは、ヒストンの8量体に包まれたDNAで構成されています。ヒストンは、DNA鎖との強い結合を発達させる特定の基本的なタンパク質分子です。頻繁に発生する塩基性アミノ酸であるリジンとアルギニンは、特にヒストンの塩基性を保証します。

塩基性タンパク質は酸性DNAと強固に結合し、ヌクレオソームの密に詰まった構造を形成します。しかしながら、ヌクレオソームは、クロマチン、したがって染色体の最も基本的なパッケージングユニットにすぎません。ヌクレオソームの発見は、1973年にドナルドオリンズとエイダによって、腫れた細胞核の電子顕微鏡による表現を通じて行われました。いわゆるDNAのソレノイド構造が明らかになった。これは、多数のヌクレオソームをクロマチン繊維に圧縮することです。

このファイバーはコイル状のコイルのように見えます。個々のヌクレオソームは、リンカーDNAに結合しているいわゆるリンカーヒストンによって互いにリンクされており、クロマチンで30 nmファイバーと呼ばれる組織構造を形成しています。

解剖学と構造

ヌクレオソームは、ヒストンとDNAの2つの基本的なコンポーネントで構成されています。ヒストンは最初にヒストンオクタマーを形成します。これは、8つのヒストンのタンパク質複合体を表しており、この複合体の基本的な構成要素は4つの異なるヒストンです。これらには、タンパク質H3、H4、H2AおよびH2Bが含まれます。 2つの同一のヒストンがそれぞれ結合して二量体を形成します。

ヒストンオクタマーは、4つの異なる二量体で構成されます。 147塩基対のDNAセグメントは、結果として得られるタンパク質複合体の周りを1.65回ラップし、左巻きのスーパーヘリックス構造を形成します。このDNAのねじれにより、長さが7分の1になり、68ナノメートルから10ナノメートルに短縮されます。酵素DNaseによるヒストンの消化プロセス中に、いわゆるヌクレオソームコア粒子が作成されます。これは、ヒストンオクタマーと147塩基対のDNAフラグメントで構成されています。

個々のヌクレオソームコア粒子は、リンカーヒストンH1によって相互に接続されています。リンカーヒストンもリンカーDNAにリンクされます。ヒストンH1は、組織、臓器、種類に応じて変化する多数のタンパク質分子を表します。ただし、それらはヌクレオソームの構造には影響しません。ヌクレオソームがリンカーヒストンH1とリンカーDNAによって接続されている場合、いわゆる30 nmファイバーが形成されます。これは、より高いレベルのDNA組織を表しています。

30 nmファイバーは、巻かれたコイル（ソレノイド構造）の形をした30ナノメートルの厚さのクロマチンファイバーです。ヒストンは進化の過程でほとんど変化していない非常に保守的なタンパク質です。これは、すべての真核生物でDNAを保護およびパッケージ化するための基本的な重要性によるものです。すべての真核細胞のヌクレオソームの構造は同じです。

機能とタスク

ヌクレオソームの基本的な重要性は、細胞核の最小スペースに遺伝物質をパッケージングし、同時にそれを確保する能力にあります。染色体の凝縮状態の密度が低くても、パッケージングは​​非常にタイトです。しかし同時に、この場合酵素はDNAに到達します。

ここで、遺伝子情報のmRNAへの転送とタンパク質の合成を開始できます。ヌクレオソームはまた、エピジェネティックなプロセスにおいて非常に重要です。エピジェネティクスとは、個々の細胞における遺伝子の活動の変化に関するものであり、これはとりわけ、体の細胞の異なる器官への分化につながります。さらに、獲得した特性は後成的変化を通じて発達します。

ただし、遺伝物質の基本的な遺伝構造は保持されます。ただし、さまざまな遺伝子は、ヒストンへの結合またはメチル化によって不活性化される可能性があり、タイトでないパッケージングによって再活性化されます。

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病気

ヌクレオソームに関連する疾患があります。これらは主に自己免疫疾患であり、免疫系は身体自身のタンパク質に対する抗体を産生します。とりわけ、ヌクレオソームも影響を受ける可能性があります。

全身性自己免疫疾患であるエリテマトーデス（SLE）では、ヌクレオソームは身体自身の免疫系によって攻撃される抗原を表します。全身性エリテマトーデス（SLE）の開発では、遺伝的要因と環境の影響の組み合わせが病因に関与しています。循環しているヌクレオソームの濃度の増加は、患者の血清中に見られます。遊離ヌクレオソームは炎症反応を誘発し、リンパ球の細胞死を引き起こす可能性があります。さらに、例えばデオキシリボヌクレアーゼ（DNase1）の遺伝的に決定された活性低下により、ヌクレオソームの分解が損なわれると、その濃度が上昇し、したがってヌクレオソームに対するエリテマトーデス（SLE）などの自己免疫疾患を発症するリスクが高まります。

エリテマトーデス（SLE）は、非常に広範な臨床像を特徴としています。非常に異なる臓器が影響を受ける可能性があります。ほとんどの場合、症状は皮膚、関節、血管、胸膜に現れます。典型的な蝶形の紅斑が皮膚に形成されます。これは日射によって強化されます。脱毛に加えて、小さな血管も炎症を起こします。レイノー症候群（皮膚の白から青みがかった変色）は、寒さにさらされると観察されます。広範な関節の炎症も発症します。腎臓が関与している場合、腎不全のリスクがあるため、疾患の予後は悪化します。