Nukleosomien

Nukleosom to podstawowa jednostka chromatyny u eukariotów. Składa się z DNA owiniętego wokół rdzenia histonowego, tworzonego z dwóch kopii histonów H2A, H2B, H3 i H4. Rdzeń histonowy otacza około 147 par zasad DNA. Do rdzenia przylega linker DNA, o długości zwykle 20–80 bp, łączący sąsiednie nukleosomy. Histon H1 wiąże się z linkerem i pomaga organizować nukleosomy w wyższe poziomy pakowania chromatyny, umożliwiając kompaktowanie materiału genetycznego.

Podstawowy obraz strukturalny to model bead-on-a-string (koraliki na nici). Nukleosomy tworzą na nici DNA regularny szereg, a linker DNA i histon H1 wspomagają dalsze zwijanie w wyższe poziomy organizacji chromatyny, w tym potencjalnie włóknistą 30‑nm chromatynę. Poziom pakowania nie jest stały; zależy od stanu komórkowego i od modyfikacji histonów oraz od aktywności kompleksów remodelujących chromatynę.

Funkcje nukleosomów obejmują ochronę i pakowanie materiału genetycznego oraz wpływanie na dostępność regionów DNA dla enzymów i czynników transkrypcyjnych. Modyfikacje histonów, takie jak acetylacja, metylacja i fosforylacja, tworzą epigenetyczne znaczniki wpływające na ekspresję genów. Aktywność kompleksów remodelujących chromatynę, takich jak SWI/SNF, ISWI i INO80, umożliwia przesuwanie, wycofywanie lub wymianę nukleosomów, co jest kluczowe dla replikacji, naprawy DNA i regulacji transkrypcji.

Znaczenie biologiczne: nukleosomy są centralne dla organizacji genomu i mechanizmów epigenetycznych. Dysregulacja ich modyfikacji i dynamicznych procesów remodelingu bywa związana z chorobami, w tym z nowotworami oraz zaburzeniami rozwoju. W badaniach nad nukleosomami kładzie się szczególny nacisk na ich rolę w kontroli ekspresji genów i struktur chromatyny.