5.8: اعادة تشكيل الجسيم النووى
النيوكليوسومات هي الوحدات الأساسية لضغط الكروماتين. يتكون كل جسيم نووي من الحمض النووي المرتبط بإحكام حول لب هيستون، مما يجعل الحمض النووي غير قابل للوصول إلى بروتينات ربط الحمض النووي مثل بوليميراز الحمض النووي DNA وبوليميراز الحمض النووي الريبي RNA. ومن ثم، فإن المشكلة الأساسية تكمن في ضمان الوصول إلى الحمض النووي عند الاقتضاء، على الرغم من بنية الكروماتين المدمجة والحماية.
مجمع إعادة تشكيل النواة
تحتوي الخلايا حقيقية النواة على إنزيمات متخصصة تسمى إنزيمات إعادة تشكيل النواة المعتمدة على ATP. ترتبط هذه الإنزيمات بكل من الهيستون والحمض النووي للجرح ويمكن أن تسهل انزلاق النوكليوزوم - وهي عملية يتم فيها دفع الحمض النووي بالنسبة إلى قلب هيستون، أو استبدال نواة هيستون جزئياً أو كاملاً، مما يؤدي إلى تغيير تكوين النوكليوزومات والتأثير بشكل غير مباشر على طي الكروماتين. من أشهر مجمعات إعادة البناء Swi/Snf، التي تم تحديدها في الأصل في الخميرة.
آلية العمل
تم اقتراح نموذجين لشرح الانزلاق النووي- الانتشار الملتوي وانتشار الحلقة/الانتفاخ. يشير كلا النموذجين إلى أن تشوه الحمض النووي ينتشر على سطح الجسيم النووي.
نموذج الانتشار الملتوي
وفقاً لهذا النموذج، يتم نقل زوج أساسي واحد بين الحمض النووي المرتبط والحمض النووي الملتف حول نواة هيستون. يتسبب هذا التغيير الأساسي في تحريف الحمض النووي النووي أو فكه لاستيعاب اكتساب/فقدان أزواج القواعد. ثم ينتشر الخلل الملتوي حول النواة من جزء DNA إلى آخر في عملية تعرف باسم الانتشار الملتوي. بهذه الطريقة سيتحول أوكتامر هيستون مع الحمض النووي بحجم التشويه.
نموذج الحلقة / الانتفاخ
وفقاً لهذا النموذج، يتحول الحمض النووي من منطقة الرابط بشكل عابر حول النواة، مما يؤدي إلى انتفاخ/حلقة. ثم تنتقل الحلقة حول الهيستون، مما يؤدي إلى إنشاء أو تعطيل تفاعلات هيستون والحمض النووي. بهذه الطريقة، ينزلق نواة النواة على حبلا الحمض النووي، ويكشف مناطق الحمض النووي للأنشطة الجينية.
نظراً لتعقيد طي الكروماتين، فقد يتواجد كلا النموذجين المذكورين أعلاه. ومع ذلك، هناك أسئلة محددة لا يشرحها كلا النموذجين، مما يشير إلى أن العمليات الفعلية قد تكون أكثر تعقيداً. على سبيل المثال، كيف يتم تحقيق العملية أثناء الانزلاق؟ كيف يشارك كل عنصر من عناصر مجمع إعادة البناء في العملية؟ كيف يتعاون معيدو التصميم مع مرافقي هيستون؟
يشارك ATPase المعاد تشكيله في النواة في العديد من الآليات الجينية، مثل التعبير الجيني النمائي، والنسخ السريع استجابة للإشارات البيئية، وتكرار الجينوم، ومراقبة تلف الحمض النووي، والإصلاح.
يترتب على عيوب معقد إعادة التشكيل النووي مجموعة واسعة من النتائج. أثناء التطور الجنيني، يمكن أن يؤثر فشل إعادة تشكيل النوكليوزوم على قابلية الحياة، ويسبب عيوبًا مورفولوجية. قد يؤدي أيضاً إلى مشاكل في إصلاح الحمض النووي، مما يؤدي إلى عدم استقرار الجينوم والسرطان.
