Co jsou Nucleosomy?

Nukleosomy jsou částice v DNA, které jsou zodpovědné za zhutnění a transkripci a mohou také obsahovat dědičné informace. Každý nukleozom má průměr přibližně 10 nm a skládá se z řetězců DNA obalených spirálovitě kolem jádra jednoduchého proteinu zvaného histon. Nukleosomy jsou umístěny v jádru buňky a po připojení k DNA tvoří jednu ze sedmi forem chromatinu.

Když se nukleosomy připojují k řetězcům DNA jako opakující se podjednotky, struktura se podobá „řetězci kuliček“. Zatímco v této formě DNA prochází aktivní transkripcí, proces, kterým se DNA přeměňuje na RNA. DNA se nepřevádí přímo na proteiny, aby nedošlo k chybám a kontaminaci.

Struktura nukleosomu je soustředěna kolem histonového proteinu. Histon je jednoduchý protein s vysokou koncentrací aminokyselin, které jsou základními stavebními kameny genů. Každé jádro histonu obsahuje páry každého ze čtyř typů histonových proteinů, které tvoří oktomer histonu. Kolem histonového oktomeru obalí 146 párů bází DNA ve své superhelické formě a společně tvoří nukleozom.

Nukleozomy jsou „balení“ DNA do jádra buňky a přístupnost DNA určuje struktura podpisu. Chemikálie odpovědné za transkripci se nemohou připojit k chromatinu, pokud je v cestě nukleosom, takže transkripční proteiny musí nejprve nukleosom úplně vypuzovat nebo ho posunout podél molekuly DNA, dokud není chromatin exponován. Jakmile je tato část DNA přepsána do RNA, mohou se nukleosomy vrátit do svého původního umístění.

Pokud se natáhne do přímky, DNA v každém jádru savce bude měřit přibližně dva metry dlouhá, ale jádro savčí buňky má průměr pouhých 10 mikrometrů. Je to složitý skládací účinek nukleosomů, který umožňuje DNA zapadnout do jádra. Vzhled „korálků na řetězci“ pochází z „linkerové“ DNA, která spojuje každý nukleosom a vytváří vlákno o průměru asi 10 nm. V přítomnosti histonu H1 mohou opakující se řetězce nukleosomů tvořit řetězce o průměru 30 nm, s mnohem hustším poměrem balení. Přítomnost H1 v jádru nukleosomu vede k vyšší účinnosti balení, protože sousední proteiny reagují na iniciaci skládacích a smyčkových sekvencí, které umožňují, aby bylo tolik informací obsaženo v tak malém balení. Přesný mechanismus balení iniciovaný nukleosomy není ani dnes zcela objasněn.