Hva er nukleosomer?

Nukleosomer er partiklene i DNA som er ansvarlige for komprimering og transkripsjon, og kan også inneholde arvelig informasjon. Hvert nukleosom har en diameter på omtrent 10 nm, og består av DNA-tråder pakket inn på en spiralformet måte rundt en kjerne av enkelt protein som kalles histon. Nukleosomer er lokalisert i kjernen av en celle, og når de er festet til DNA, danner de en av de syv formene av kromatin.

Når nukleosomer festes til DNA-tråder som repeterende underenheter, ligner strukturen en "streng perler." Mens DNA i denne formen gjennomgår aktiv transkripsjon, blir prosessen som DNA blir omdannet til RNA. DNA konverteres ikke direkte til proteiner for å unngå feil og forurensning.

Strukturen til nukleosomet er sentrert rundt histonproteinet. Histone er et enkelt protein med høye konsentrasjoner av aminosyrer, som er de grunnleggende byggesteinene i gener. Hver histonkjerne inneholder par av hver av de fire typene histonproteiner, som danner histonoktomer. Rundt histonoktomer vikles 146 basepar av DNA i sin superheliske form, og danner sammen nukleosomet.

Nukleosomer er "emballasjen" av DNAet i en cellekjerne, og signaturstrukturen er det som bestemmer DNAets tilgjengelighet. Kjemikalier som er ansvarlige for transkripsjon kan ikke koble seg til kromatinet hvis et nukleosom er i veien, så transkripsjonsproteinene må først utvise nukleosomet helt eller skyve det langs DNA-molekylet til kromatinet blir utsatt. Når den delen av DNA er transkribert til RNA, får nukleosomene lov til å returnere til sitt opprinnelige sted.

Hvis de strekkes ut i en rett linje, ville DNAet i hver pattedyrkjernen måle omtrent to meter lang, men kjernen til en pattedyrcelle er bare 10 mikrometer i diameter. Det er den komplekse foldingsvirkningen til nukleosomene som gjør at DNAet kan passe inn i kjernen. Utseendet "perler-på-en-streng" kommer fra "linker" -DNA som kobler hvert nukleosom til en fiber med en diameter på omtrent 10 nm. I nærvær av H1-histonet kan repeterende kjeder med nukleosomer danne kjeder med en diameter på 30 nm, med et mye tettere pakningsforhold. Tilstedeværelsen av H1 i kjernen av nukleosomet resulterer i en høyere pakningseffektivitet, da naboproteiner reagerer for å sette i gang foldings- og sløyfesekvenser som tillater så mye informasjon å bli inneholdt i en så liten pakke. Selv i dag er den eksakte pakningsmekanismen som er initiert av nukleosomer, ikke helt forstått.