Vad är nukleosomer?
Nukleosomer är partiklarna i DNA som ansvarar för komprimering och transkription och kan också innehålla ärftlig information. Varje nukleosom har ungefär 10 nm i diameter och består av DNA-trådar som är lindade på ett spiralformat sätt runt en kärna av enkelt protein som kallas histon. Nukleosomer är belägna i en cellkärna och bildar en av de sju formerna av kromatin när de är bundna till DNA.
När nukleosomer kopplas till DNA-strängar som upprepande underenheter, liknar strukturen en "sträng av pärlor." Medan DNA i denna form genomgår aktiv transkription, processen genom vilken DNA omvandlas till RNA. DNA omvandlas inte direkt till proteiner för att undvika misstag och kontaminering.
Strukturen för nukleosomen är centrerad kring histonproteinet. Histone är ett enkelt protein med höga koncentrationer av aminosyror, som är de grundläggande byggstenarna i gener. Varje histonkärna innehåller par av var och en av de fyra typerna av histonproteiner, som bildar histonoktomeren. Runt histonoktomern lindar 146 baspar av DNA i dess superheliska form, tillsammans bildar nukleosomen.
Nukleosomer är "förpackningen" av DNA i en cellkärna, och signaturstrukturen är det som avgör DNA: s tillgänglighet. Kemikalier som är ansvariga för transkription kan inte ansluta till kromatinet om en nukleosom är i vägen, så transkriptionsproteinerna måste först utvisa nukleosomen helt eller glida den längs DNA-molekylen tills kromatinet exponeras. När den delen av DNA har transkriberats till RNA får nukleosomerna återgå till sin ursprungliga plats.
Om man sträcker sig ut i en rak linje skulle DNA: t i varje däggdjurs kärna mäta ungefär två meter lång, men kärnan i en däggdjurscell är bara 10 mikrometer i diameter. Det är den komplexa vikningsverkan hos nukleosomerna som gör att DNA kan passa in i kärnan. "Beads-on-a-string" -utseendet kommer från "linker" -DNA som förbinder varje nukleosom till en fiber med en diameter på cirka 10 nm. I närvaro av H1-histonen kan upprepade kedjor av nukleosomer bilda kedjor med 30 nm i diameter, med ett mycket tätare packningsförhållande. Närvaron av H1 i kärnan i nukleosomen resulterar i en högre packningseffektivitet, eftersom närliggande proteiner reagerar för att initiera viknings- och slingningssekvenser som tillåter så mycket information att innehålla en så liten förpackning. Till och med idag är den exakta packningsmekanismen som initieras av nukleosomer inte helt förstås.