Nukleosom
Nukleosomy są elementami składowymi chromosomów. Składają się one z segmentu DNA owiniętego wokół rdzenia z białka histonowego.
Najpierw DNA i białko tworzą chromatynę. Następnie chromatyna jest upakowywana w nukleosomy. Nukleosomy są następnie pakowane, aby utworzyć chromosom. Pakiety robią trzy rzeczy: chromosomy funkcjonują w podziale komórki; bardzo długie DNA jest zawijane w krótszy pakiet; a białka regulują działanie genów w komórkach.
Struktura nukleosomu
Szczegóły
Nukleosomy tworzą podstawowe powtarzające się jednostki chromatyny eukariotycznej. Dzięki temu duże eukariotyczne genomy są upakowane w jądrze i mogą być kontrolowane.
W komórkach ssaków około dwóch metrów liniowego DNA musi być upakowane w jądrze o średnicy około 10 µm. Nukleosomy są składane, w serii struktur wyższego rzędu, w celu utworzenia chromosomu. Fałdowanie to zagęszcza DNA i dodaje warstwę kontroli regulacyjnej. Kontrola ta zapewnia prawidłową ekspresję genów.
Uważa się, że nukleosomy przenoszą dziedziczoną epigenetycznie informację w postaci modyfikacji histonów rdzenia. Informacje te mogą być przekazywane komórkom potomnym, ale w komórkach zarodkowych są one zazwyczaj wymazywane podczas mejozy.
Hipoteza nukleosomu zaproponowana przez Dona i Adę Olinsów oraz Rogera Kornberga w 1974 r. była wielkim krokiem w kierunku zrozumienia ekspresji genów eukariotycznych. Za to i inne odkrycia Kornberg otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii (2006).
Dynamika nukleosomów
Chociaż nukleosom jest bardzo stabilnym kompleksem białko-DNA, nie jest on statyczny. Ulega on pewnym strukturalnym przemianom, takim jak przesuwanie się nukleosomów i odsłanianie miejsc DNA. Nukleosomy mogą hamować lub ułatwiać transkrypcję.
Od momentu ich odkrycia w połowie lat 60-tych XX wieku, zmiany histonów były uważane za wpływające na transkrypcję.
Wykazano, że niektóre modyfikacje są skorelowane z wyciszaniem genów, inne wydają się być skorelowane z ich aktywacją. Informacja przechowywana w ten sposób jest uważana za epigenetyczną: nie jest zakodowana w DNA, ale mimo to jest dziedziczona przez komórki potomne. Utrzymanie określonego stanu genu jest często niezbędne do różnicowania się komórek.
