Nucléosome

UNE Nucléosome représente la plus petite unité d'emballage d'un chromosome.Avec la protéine de liaison et l'ADN de liaison, les nucléosomes appartiennent à la chromatine, le matériau à partir duquel les chromosomes sont fabriqués. En relation avec les anticorps contre les nucléosomes, des maladies auto-immunes du circuit rhumatismal peuvent se développer.

Qu'est-ce qu'un nucléosome?

Les nucléosomes sont constitués d'ADN enroulé autour d'un octamère constitué d'histones. Les histones sont certaines molécules de protéines de base qui développent un lien fort avec la chaîne d'ADN. Les acides aminés basiques communs lysine et arginine en particulier assurent la basicité des histones.

Les protéines basiques peuvent se lier fermement à l'ADN acide et former ainsi la structure étroitement tassée des nucléosomes. Le nucléosome, cependant, n'est que l'unité d'emballage la plus élémentaire de la chromatine et donc du chromosome. La découverte des nucléosomes a eu lieu en 1973 par Donald Olins et Ada à travers la représentation microscopique électronique de noyaux cellulaires gonflés. La structure dite solénoïde de l'ADN a été révélée. C'est la compression d'un grand nombre de nucléosomes en une fibre de chromatine.

Cette fibre ressemble à une bobine enroulée. Les nucléosomes individuels sont liés les uns aux autres par les soi-disant histones de liaison, qui sont liées à l'ADN de liaison, et forment une structure organisationnelle appelée fibre de 30 nm dans la chromatine.

Anatomie et structure

Le nucléosome se compose de deux composants de base, les histones et l'ADN. Les histones forment initialement un octamère d'histone. Cela représente un complexe protéique de huit histones, dont les éléments de base sont quatre histones différentes. Il s'agit notamment des protéines H3, H4, H2A et H2B. Deux histones identiques se combinent chacune pour former un dimère.

L'octamère d'histone se compose à son tour des quatre dimères différents. Une section d'ADN avec 147 paires de bases s'enroule maintenant 1,65 fois autour du complexe protéique résultant et forme une structure de super-hélice gauche. Cette torsion de l'ADN raccourcit sa longueur d'un septième de 68 nanomètres à 10 nanomètres. Au cours du processus de digestion des histones par l'enzyme DNase, la soi-disant particule noyau nucléosomique est créée, qui se compose de l'octamère d'histone et d'un fragment d'ADN de 147 paires de bases.

Les particules de noyau de nucléosome individuelles sont reliées les unes aux autres par l'histone de liaison H1. L'histone de liaison est également liée à l'ADN de liaison. L'histone H1 représente à son tour un grand nombre de molécules protéiques qui varient en fonction du tissu, de l'organe et du type. Cependant, ils n'affectent pas la structure du nucléosome. Lorsque les nucléosomes sont connectés au moyen de l'histone de liaison H1 et de l'ADN de liaison, la fibre dite de 30 nm est formée, ce qui représente un niveau supérieur d'organisation de l'ADN.

La fibre de 30 nm est une fibre de chromatine de 30 nanomètres d'épaisseur sous la forme d'une bobine enroulée (structure solénoïde). Les histones sont des protéines très conservatrices qui n'ont guère changé au cours de l'évolution. Cela est dû à leur importance fondamentale pour la sécurisation et le conditionnement de l'ADN chez tous les êtres vivants eucaryotes. La structure des nucléosomes dans toutes les cellules eucaryotes est la même.

Fonction et tâches

L'importance fondamentale des nucléosomes réside dans leur capacité à conditionner le matériel génétique dans le plus petit espace du noyau cellulaire et en même temps à le sécuriser. Même avec des états de condensation moins denses des chromosomes, l'emballage est toujours très étanche. Dans le même temps, cependant, les enzymes atteignent l'ADN dans ce cas.

Ici, ils peuvent alors initier le transfert de l'information génétique vers l'ARNm et la synthèse des protéines. Les nucléosomes sont également d'une grande importance dans les processus épigénétiques. L'épigénétique concerne les changements dans l'activité des gènes dans les cellules individuelles, qui conduisent entre autres à la différenciation des cellules du corps en différents organes. De plus, les caractéristiques acquises se développent par des changements épigénétiques.

Cependant, la structure génétique de base du matériel génétique est conservée. Divers gènes peuvent être inactivés par liaison à des histones ou par méthylation, et ils peuvent être réactivés par un conditionnement moins serré.

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Maladies

Il existe des maladies liées aux nucléosomes. Ce sont principalement des maladies auto-immunes dans lesquelles le système immunitaire produit des anticorps contre les propres protéines de l'organisme. Entre autres choses, les nucléosomes peuvent également être affectés.

Dans la maladie auto-immune systémique du lupus érythémateux (LED), les nucléosomes représentent des antigènes qui sont attaqués par le propre système immunitaire de l'organisme. Dans le développement du lupus érythémateux disséminé (LED), la combinaison de facteurs génétiques avec des influences environnementales joue un rôle dans la pathogenèse. Des concentrations accrues de nucléosomes circulants se trouvent dans le sérum des patients. Les nucléosomes libres peuvent induire des réactions inflammatoires et provoquer la mort cellulaire des lymphocytes. De plus, une dégradation altérée des nucléosomes, par exemple en raison d'une activité réduite génétiquement déterminée de la désoxyribonucléase (DNase1), peut entraîner une augmentation de sa concentration et donc un risque accru de développer une maladie auto-immune telle que le lupus érythémateux (LED) qui est dirigée contre les nucléosomes.

Le lupus érythémateux (LED) est caractérisé par un tableau clinique très étendu. Des organes très différents peuvent être affectés. Les symptômes apparaissent le plus souvent sur la peau, les articulations, les vaisseaux sanguins et la plèvre. Un érythème typique en forme de papillon se forme sur la peau. Ceci est intensifié par le rayonnement solaire. En plus de la perte de cheveux, les petits vaisseaux sanguins deviennent également enflammés. Le syndrome de Raynaud (décoloration blanche à bleuâtre de la peau) est observé lorsqu'il est exposé au froid. Une inflammation articulaire étendue se développe également. Si les reins sont impliqués, le pronostic de la maladie s'aggrave en raison du risque d'insuffisance rénale.