นิวคลีโอโซม: โครงสร้างหน้าที่และโรค

นิวคลีโอโซมหมายถึงหน่วยบรรจุภัณฑ์ที่เล็กที่สุดของโครโมโซม นิวคลีโอโซมร่วมกับโปรตีนตัวเชื่อมและดีเอ็นเอตัวเชื่อม โครมาติวัสดุที่ประกอบขึ้น โครโมโซม. โรคภูมิ ของวงกลมไขข้ออาจพัฒนาร่วมกับ แอนติบอดี ไปยังนิวคลีโอโซม

นิวคลีโอโซมคืออะไร?

นิวคลีโอโซมประกอบด้วยดีเอ็นเอที่เป็นแผลรอบ ๆ อ็อกทาเมอร์ของฮิสโตน ฮิสโตนเป็นโปรตีนพื้นฐานบางชนิด โมเลกุล ที่พัฒนาแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแกร่งกับสายโซ่ดีเอ็นเอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งขั้นพื้นฐานมากมาย กรดอะมิโน ไลซีน และ อาร์จินี ให้พื้นฐานของฮิสโตน พื้นฐาน โปรตีน สามารถจับกับดีเอ็นเอที่เป็นกรดอย่างแน่นหนาเพื่อสร้างโครงสร้างที่อัดแน่นของนิวคลีโอโซม อย่างไรก็ตามนิวคลีโอโซมเป็นเพียงหน่วยบรรจุภัณฑ์พื้นฐานที่สุดของ โครมาติ และโครโมโซม การค้นพบนิวคลีโอโซมเกิดขึ้นในปี 1973 โดย Donald Olins และ Ada ผ่านการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของนิวเคลียสของเซลล์บวม สิ่งนี้เปิดเผยโครงสร้างโซลินอยด์ของดีเอ็นเอที่เรียกว่า นี่คือการควบแน่นของนิวคลีโอโซมจำนวนมากขึ้นเป็น a โครมาติ ไฟเบอร์. เส้นใยนี้มีลักษณะเป็นขดลวดขด นิวคลีโอโซมแต่ละตัวเชื่อมโยงกันด้วยสิ่งที่เรียกว่า linker histones ซึ่งเชื่อมโยงกับ DNA ตัวเชื่อมโยงและสร้างโครงสร้างองค์กรในโครมาตินที่เรียกว่าเส้นใย 30 นาโนเมตร

กายวิภาคศาสตร์และโครงสร้าง

นิวคลีโอโซมประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานสองส่วนฮิสโตนและดีเอ็นเอ ฮิสโตนสร้างตัวออกเทมเมอร์ฮิสโตนก่อน นี่แสดงถึงโปรตีนที่ซับซ้อนของฮิสโตนแปดตัว โครงสร้างพื้นฐานของคอมเพล็กซ์นี้คือฮิสโตนที่แตกต่างกันสี่แบบ ซึ่งรวมถึงไฟล์ โปรตีน H3, H4, H2A และ H2B ฮิสโตนสองชนิดที่เหมือนกันแต่ละชนิดรวมกันเป็นตัวหรี่ ฮิสโตนออคทาเมอร์ในทางกลับกันประกอบด้วยสี่ตัวหรี่ที่แตกต่างกัน ส่วนของดีเอ็นเอที่มี 147 คู่เบสจะห่อหุ้มตัวเอง 1.65 เท่ารอบ ๆ โปรตีนคอมเพล็กซ์ที่เกิดขึ้นและสร้างโครงสร้างซูเปอร์เฮลิกซ์ที่ถนัดซ้าย การคดเคี้ยวของดีเอ็นเอนี้ทำให้ความยาวสั้นลงหนึ่งในเจ็ดจาก 68 นาโนเมตรเหลือ 10 นาโนเมตร การย่อยฮิสโตนโดยเอนไซม์ DNase ทำให้ได้สิ่งที่เรียกว่าอนุภาคแกนนิวคลีโอโซมซึ่งประกอบด้วยฮิสโตนออกตาเมอร์และชิ้นส่วนดีเอ็นเอ 147 คู่เบส อนุภาคของแกนนิวคลีโอโซมแต่ละอนุภาคถูกเชื่อมเข้าด้วยกันโดยฮิสโตนตัวเชื่อมโยง H1 ฮิสโตนตัวเชื่อมจะเชื่อมโยงกับดีเอ็นเอตัวเชื่อมพร้อมกัน ในทางกลับกันฮิสโตน H1 แสดงถึงโปรตีนที่หลากหลาย โมเลกุล ที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเนื้อเยื่ออวัยวะและสายพันธุ์ อย่างไรก็ตามพวกมันไม่มีผลต่อโครงสร้างของนิวคลีโอโซม เมื่อนิวคลีโอโซมถูกรวมเข้าด้วยกันโดยตัวเชื่อมโยงฮิสโตน H1 และดีเอ็นเอตัวเชื่อมสิ่งที่เรียกว่าเส้นใย 30 นาโนเมตรจะเกิดขึ้นซึ่งแสดงถึงการจัดระเบียบดีเอ็นเอในระดับที่สูงขึ้น เส้นใย 30 นาโนเมตรเป็นเส้นใยโครมาตินหนา 30 นาโนเมตรซึ่งอยู่ในรูปของขดลวดขด (โครงสร้างโซลินอยด์) ฮิสโตนเป็นแบบอนุรักษ์นิยมมาก โปรตีน ที่แทบจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงวิวัฒนาการ เนื่องจากความสำคัญพื้นฐานในการรักษาความปลอดภัยและบรรจุภัณฑ์ดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตทั้งหมด ดังนั้นโครงสร้างของนิวคลีโอโซมก็เหมือนกันในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด

หน้าที่และบทบาท

ความสำคัญพื้นฐานของนิวคลีโอโซมอยู่ที่ความสามารถในการบรรจุสารพันธุกรรมลงในพื้นที่ที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในนิวเคลียสของเซลล์ในขณะที่ทำให้มันปลอดภัย แม้จะอยู่ในสถานะการควบแน่นที่หนาแน่นน้อยกว่าก็ตาม โครโมโซมยังคงมีการบรรจุที่แน่นมาก ในขณะเดียวกันอย่างไรก็ตาม เอนไซม์ ในกรณีนี้ไปถึงดีเอ็นเอ จากนั้นพวกเขาสามารถเริ่มต้นการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมไปยัง mRNA และการสังเคราะห์โปรตีน นิวคลีโอโซมยังมีบทบาทสำคัญในกระบวนการ epigenetic epigenetics เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีนในแต่ละเซลล์ซึ่ง นำเหนือสิ่งอื่นใดเพื่อความแตกต่างของเซลล์ร่างกายในอวัยวะต่างๆ นอกจากนี้ลักษณะที่ได้มานั้นเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของ epigenetic อย่างไรก็ตามโครงสร้างพื้นฐานทางพันธุกรรมของวัสดุทางพันธุกรรมยังคงอยู่ครบถ้วน อย่างไรก็ตามยีนต่างๆสามารถถูกยับยั้งได้โดยการจับกับฮิสโตนอย่างแน่นหนาหรือโดยเมธิลรวมทั้งเปิดใช้งานใหม่โดยบรรจุภัณฑ์ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า

โรค

มีโรคที่เกี่ยวข้องกับนิวคลีโอโซม เหล่านี้เป็นหลัก โรคภูมิต้านตนเอง ซึ่งใน ระบบภูมิคุ้มกัน ผลิต แอนติบอดี ต่อต้านโปรตีนของร่างกาย นอกจากนี้นิวคลีโอโซมยังสามารถได้รับผลกระทบอีกด้วยดังนั้นในโรคภูมิต้านตนเอง โรคลูปัส (SLE) นิวคลีโอโซมเป็นตัวแทนของแอนติเจนที่ถูกทำร้ายโดยร่างกาย ระบบภูมิคุ้มกัน. ในการพัฒนาระบบ โรคลูปัส (SLE) การรวมกันของปัจจัยทางพันธุกรรมที่มีอิทธิพลต่อสิ่งแวดล้อมอาจมีบทบาทในการก่อโรค นิวคลีโอโซมหมุนเวียนในระดับที่สูงขึ้นพบได้ในซีรั่มของผู้ป่วย นิวคลีโอโซมอิสระสามารถกระตุ้นการตอบสนองต่อการอักเสบและทำให้เซลล์ตายได้ เซลล์เม็ดเลือดขาว. นอกจากนี้การย่อยสลายของนิวคลีโอโซมที่บกพร่องเช่นเนื่องจากกิจกรรมลดลงทางพันธุกรรมของ deoxyribonuclease (DNase1) สามารถ นำ ของพวกเขาที่เพิ่มขึ้น สมาธิ และทำให้มีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นในการเป็นโรคภูมิต้านตนเองที่มุ่งต่อต้านนิวคลีโอโซมเช่น โรคลูปัส (SLE). Lupus erythematosus (SLE) มีลักษณะภาพทางคลินิกที่กว้างขวางมาก อวัยวะที่แตกต่างกันมากอาจได้รับผลกระทบ โดยทั่วไปอาการจะปรากฏบน ผิว, ข้อต่อ, เลือด เรือและ ร้องไห้. โดยทั่วไป ผีเสื้อรูปผื่นแดงรูปแบบบน ผิว. สิ่งนี้จะรุนแรงขึ้นจากการสัมผัสกับแสงแดด นอกจาก ผมร่วง, นอกจากนี้ยังมี แผลอักเสบ ของขนาดเล็ก เลือด เรือ. เมื่อสัมผัสกับ ผู้สมัครที่ไม่รู้จัก, โรค Raynaud (สีขาวถึงสีน้ำเงินเปลี่ยนสีของ ผิว) เป็นที่สังเกต นอกจากนี้กว้างขวาง แผลอักเสบ ของ ข้อต่อ พัฒนา เมื่อไตมีส่วนเกี่ยวข้องการพยากรณ์โรคจะแย่ลงเนื่องจากความเสี่ยง ไตวาย.