Kas ir nukleosomas?

Kad nukleosomas pievienojas DNS virknēm kā atkārtotas apakšvienības, struktūra atgādina “krelles virkni”. Šajā formā DNS notiek aktīva transkripcija, process, kurā DNS tiek pārveidota par RNS. DNS netiek tieši pārveidots olbaltumvielās, lai izvairītos no kļūdām un piesārņojuma.

Nukleosomas struktūra ir centrēta ap histona proteīnu. Histons ir vienkāršs proteīns ar augstu aminoskābju koncentrāciju, kas ir gēnu pamatelementi. Katrs histona kodols satur pārus katram no četriem histona proteīnu veidiem, kas veido histona oktomēru. Ap histona oktomēru iesaiņo 146 DNS bāzes pāri tās superspirāles formā, kopā veidojot nukleozomu.

Nukleosomas ir DNS “iepakojums” šūnas kodolā, un paraksta struktūra ir tā, kas nosaka DNS pieejamību. Ķīmiskās vielas, kas ir atbildīgas par transkripciju, nevar savienoties ar hromatīnu, ja ceļā ir nukleosoma, tāpēc transkripcijas proteīniem vispirms ir pilnībā jāizdzen nukleosoma vai jābīda tā gar DNS molekulu, līdz tiek atklāts hromatīns. Kad šī DNS daļa ir pārrakstīta RNS, nukleosomām ir atļauts atgriezties sākotnējā vietā.

Izstiepjot taisnā līnijā, DNS katrā zīdītāju kodolā būtu aptuveni divus metrus garš, bet zīdītāju šūnas kodola diametrs ir tikai 10 mikrometri. Tā ir sarežģīta nukleosomu locīšanas darbība, kas ļauj DNS iekļauties kodolā. “Pērlītes uz virknes” izskats izriet no “savienotāja” DNS, kas savieno katru nukleozomu, veidojot šķiedru apmēram 10 nm diametrā. H1 histona klātbūtnē atkārtotas nukleosomu ķēdes var veidot ķēdes ar diametru 30 nm ar daudz blīvāku iesaiņojuma attiecību. H1 klātbūtne nukleosomas kodolā nodrošina augstāku iepakošanas efektivitāti, jo blakus esošie proteīni reaģē, lai ierosinātu locīšanas un cilpas secības, kas ļauj tik mazā iepakojumā ietvert tik daudz informācijas. Pat šodien precīzs nukleosomu ierosinātais iepakošanas mehānisms nav pilnībā izprotams.