Hvad er nukleosomer?
Nukleosomer er partiklerne i DNA, der er ansvarlige for komprimering og transkription og kan også indeholde arvelig information. Hvert nukleosom har en diameter på cirka 10 nm og består af DNA-tråde indpakket på en spiralformet måde omkring en kerne af simpelt protein kaldet histon. Nukleosomer er placeret i en cellekerne, og når de er knyttet til DNA, danner de en af de syv former for kromatin.
Når nukleosomer binder sig til DNA-strenge som gentagne underenheder, ligner strukturen en "streng af perler." Mens DNA i denne form gennemgår aktiv transkription, er processen, gennem hvilken DNA omdannes til RNA. DNA konverteres ikke direkte til proteiner for at undgå fejl og kontaminering.
Strukturen af nukleosomet er centreret omkring histonproteinet. Histone er et simpelt protein med høje koncentrationer af aminosyrer, som er de grundlæggende byggesten til gener. Hver histonkernen indeholder par af hver af de fire typer histonproteiner, der danner histonoktomer. Omkring histonoktomeren indpakkes 146 basepar af DNA i dets superheliske form og danner sammen nucleosomet.
Nukleosomer er "emballering" af DNA'et i en cellekernen, og signaturstrukturen er det, der bestemmer DNA'ets tilgængelighed. Kemikalier, der er ansvarlige for transkription, kan ikke oprette forbindelse til kromatinet, hvis et nukleosom er i vejen, så transkriptionsproteinerne skal først fuldstændigt udvise nukleosomet eller skubbe det langs DNA-molekylet, indtil kromatinet udsættes. Når denne del af DNA er transkribert til RNA, får nucleosomerne lov til at vende tilbage til deres oprindelige placering.
Hvis det strækkes ud i en lige linje, ville DNA'et i hver pattedyrs kerne måle cirka to meter lang, men kernen i en pattedyrscelle er kun 10 mikrometer i diameter. Det er den komplekse sammenklappende virkning af nukleosomerne, der tillader DNA at passe ind i kernen. Udseendet "perler-på-en-streng" kommer fra "linker" -DNA, der forbinder hvert nukleosom til en fiber omkring 10 nm i diameter. I nærvær af H1-histonen kan gentagne kæder af nukleosomer danne kæder med en diameter på 30 nm med et meget tættere pakningsforhold. Tilstedeværelsen af H1 i kernen af nukleosomet resulterer i en højere pakningseffektivitet, da naboproteiner reagerer for at indlede foldnings- og loopesekvenser, der tillader så meget information at være indeholdt i en så lille pakke. Selv i dag er den nøjagtige pakningsmekanisme, der er initieret af nukleosomer, ikke fuldt ud forstået.