ماهي النيوكليوسومات

 تعريف النيوكليوسوم

النيوكليوسوم هو أدنى مكون هيكلي في الكروماتين، ويتم إنتاجه عن طريق تفاعلات بين الحمض النووي وبروتينات هيوستون. النيوكليوسوم هو جزء من الحمض النووي ويلتف حول لب البروتونات في النواة. يشكل الحمض النووي مع البروتينات ما يسمى بالكروماتين، مما يسمح بتكثيف الحمض النووي ليصبح أصغر حجما. عند تمديد الكروماتين ورؤيته تحت المجهر، يشبه الهيكل الخرز، حيث يسمى كل من هذه الوحدات “نوكليوسوم.
النيوكليوسوم هو الوحدة الأساسية للكروماتين في الخلية.

حيث يتكون كل النيوكليوسوم من أقل بقليل من دورتين، من الحمض النووي، ملفوفا حول مجموعة من ثمانية بروتينات، وتسمي الهستونات، والتي تعرف بإسم أوكتامر هيوستن، حيث يتكون كل أوكتامر هيستون من نسختين كل واحدة من بروتينات هيستون H2A_H2B_H3_H4، ثم يتم ضغط سلسلة النيوكليوسومات بشكل أكبر، وتشكل مركبات عالي التنظيم من الحمض النووي، والبروتين ويسمي الكروموسوم.
النيوكليوسومات هى الوحدة التنظيمية، الأساسية لجميع الجينومات حيث يعد فهم كيفية وصول البروتينات، إلى موقع ربط الحمض النووي، الموجود داخل، النيوكليوسومات و تتكون النيوكليوسومات عندما تتجمع، لفهم ومعالجة الحمض النووي، بما فى ذلك النسخ والتكرار والإصلاح، حيث يمكن أن توفر نظرة، نظرة ثاقبة رئيسية، حول كيفية اكتساب البروتينات، والحفاظ على الوصول إلى موقع الحمض النووي داخل النواة، و النيوكليوسومات التي تحمل علامات، الفلوروفور و نظام الحصول على البيانات و التحليل و الضوابط، حيث يتم تقديم هذه الطرق من أجل التحقيق، فى ارتباط عامل النسخ داخل النيوكليوسومات، ومع ذلك فهى قابلة للتحقيق فى ارتباط أي بروتين بالحمض النووي بالموقع داخل الكروموسومات.

النيوكليوسومات هى الوحدة التكرارية الأساسية، للكروماتين حقيقة النوى، والتنظيم النووي مهم للغاية لتنظيم الجينات، حيث أختبر أهمية تفضيلات، تسلسل الحمض النووي الجوهري النيوكليوسومات ، عن طريق قياس شغل الجينوم، على مستوى الجينوم النيوكليوسومات، المجمعة على الحمض النووي الجيني للخميرة المنقي، التي تتشابه مع الخريطة، الناتجة بشكل ملحوظ مع الخرائط النووية فى الجسم الحى، مما يشير إلى أن تنظيم النيوكليوسومات فى الجسم الحى، حيث يخضع إلى حد كبير لتسلسل الحمض النووي الجيني الأساسى.

يعد تغليف الحمض النووي من العمليات المهمة في الكائنات ذات النواة الحقيقية، حيث يسمح بتكييف الحمض النووي داخل النواة بدون تمدد أو كسر أو خسارة. ويتم دعم تغليف الحمض النووي بواسطة بعض البروتينات المعروفة بالهستونات، وتعمل هذه البروتينات (الهستونات) كوحدة أساسية مسؤولة عن تعبئة الحمض النووي. يتكون النيوكليوسومات من جزء من الحمض النووي، ويعد تغليف الحمض النووي عملية حيوية في الكائنات ذات النواة الحقيقية، ويسهل أيضا استيعاب الطول الكلي للحمض النووي في داخل نواة الخلية. وتعرف الوحدات الرئيسية لتعبئة الحمض النووي بروتينات هيستون وتسمى النيوكليوسو.

موقع النيوكليوسومات

يمكن أن يعمل النيوكليوسوم، كحواجز أمام النسخ عن طريق منع المنشطات، وعوامل النسخ التي تصل إلى الحمض النووي، حيث تمثل إحدى طرق القيام بذلك، فى تحديد موضع النيوكليوسومات بالنسبة إلى مواقف بدء النسخ، على Tss حيث يمكن أن يؤثر تحول أقل من 30 نقطة أساس بين النيوكليوسوم، مما يؤدي إلى أن التعبير الجيني يفقد النيوكليوسوم مباشراً فى اتجاه مجرى، إلى تنشيط الجين بينما يؤدي الانسداد أو التدخل مع الجينات، حيث يؤثر على نوع الهستون الموجود بشكل كبير على وضع النيوكليوسوم، ويمكن أن يغير مثيلة الحمض النووي أيضاً إعادة تشكيل النيوكليوسوم

النيوكليوسومات الوحدة الفرعية للكروماتين

يتم تحقيق انضغاط الحمض النووي من خلال لفه حول سلسلة من البروتينات الصغيرة المسماة هيستون التي تشكل النوكليوسومات
يتلف جزء الـ DNA المشحون بشحنات سالبة، بسبب وجود مجموعة من الفوسفات السالبة، حول مجموعة من البروتينات الهيستونية المشحونة بشحنات موجبة، بسبب وجود مجموعة من NH2 في الأحماض الأمينية.
توجد النواة في الخميرة والأميبا بسبب وجود النويكليوسومات فيها.
حيث تتكون الهيستونات من أحماض امينيه، موجبة الشحنات، وترتبط بإحكام بالشحنات السالبة، و H2B و H2A للحمض النووي و تحييدها، فهناك خمس فئات من هيستون، أربعة منهم تسمى، H3 و H4 حيث تساهم جزئين لكل منهما لتشكيل ثماني، وهو نواة من ثمانية أجزاء يتم لف حولها دورتان من الحمض النووي، حيث يطلق على الهيكل الخرزي الناتج، أسمنووي، حيث يدخل الحمض النووي ويترك سلسلة من النيوكليوسومات، ويربطها مثل الخرز على طول السلسلة، بأطوال مختلفة ، وهناك الفرق بين الكروموسوم والكروماتيد  حيث تختلف بين أنواع الكائنات الحية، أو حتى بين أنواع مختلفة من الخلايا داخل النوع، ثم يتم لف سلسلة النيوكليوسومات، بالموقع H1 و يربط جزئ واحد من H1 فى تكوين ملف لوبي بواسطة الهيستون الخامس، المسمى سلسلة H1 الذي يدخل فيه الحمض النووي، ويغادر كل نواة، وتلف سلسلة من جزيئات النيوكليوسومات فى بنية الملف اللوبي للألياف الكروماتين.
حيث لا تعمل النيوكليوسومات على تحييد شحنات الحمض النووي، فحسب ولكن لها عواقب أخرى، أولا فإنها وسيلة فعالة للتغليف، فيكون الحمض النووي مضغوطا بمعامل ستة عند إصابته بالنيوكليوسومات، ويتم التعامل معه بمعامل يبلغ حوالي 40 عند لفه في ألياف الكروماتين بترتيب لولبي، حيث يسمح التفافه حول الجسيمات النووية، فبعض الأحماض النووية الغير نشطة تبتعد في توافق لا يمكن الوصول إليه، وهذه العملية تساهم في انتقائية التعبير الجيني.

الفرق بين الهستونات و النيوكليوسومات

تختلف الهيستونات عن النواة، حيث تعتبر النواة الوحدات الأساسية لتعبئة الحمض النووي، وتتكون النواة من مجموعة من البروتينات الهيستونية، بينما تساعد الهيستونات في توفير الطاقة والسطح الهيكلي لتلف الحمض النووي المحيط بها، وتعد الهيستونات مجموعة بروتينية قوية.

تعريف الهستونات

الهستون هو بروتين يوفر الدعم الهيكلي للكروموسومات، وذلك من أجل تناسب جزيئات الحمض النووي الطويلة جداً مع النواة في الخلية. ولتحقيق ذلك، تتلفَّف الجزيئات حول تجمعات من البروتينات الهستونية، مما يمنح الكروموسوم شكلًا أكثر احكامًا. وبعض أنواع الهستونات تلعب دورًا في تنظيم التعبير الجيني.
الهستونات هي بروتينات ضرورية، لتعبئة الحمض النووي في الخلية، وفى الكروماتين و الكروموسومات، كما أنها مهمة جداً لتنظيم الجينات، أعتدنا على DNA نوع من الاحتفاظ بالحمض النووي، ولكن كان من الواضح جداً أن الهستونات، منظمة ولها الإعتقاد بأن الهيستونات تعمل بشكل أساسي، والعلاقة كبيرة عند تشغيل الجينات، و إيقافها، حيث يمكنك التفكير فيها كحقيبة منظمة تحدد وقت فتح، الحقيبة وخروج الجين، لذلك تبين أنها لها وظائف مهمة للغاية، فليس فقط من الناحية الهيكلية، ولكن أيضاً يساعد فى تنظيم وظيفة الجين.

أوجه التشابه بين الهستونات و النيوكليوسومات

هناك أوجه شبه بين الهستونات و النيوكليوسومات سنتعرف عليهما معا :

• من بين الشبهات التي تربط بين الهستونات والنواة أن كل منهما يرتبط بتغليف الحمض النووي.
• إن العنصرين الضروريين جدًا لاستقرار الجينوم هما الهستونات والنيوكليوسومات، وهي أيضًا من الأشياء التي تربط بينهما.
• يعد الهستونات والنواقلوسومات مكونات أساسية في الكروماتين.
• تتشابه الهستونات والنيوكليوسومات في الوجود داخل نواة الخلايا الحقيقية للنوى، وهي من العوامل التي تربط بينهما.