¿Qué son los nucleosomas?

Los nucleosomas son las partículas en el ADN que son responsables de la compactación y la transcripción, y también pueden transportar información hereditaria. Cada nucleosoma tiene aproximadamente 10 nm de diámetro y está formado por cadenas de ADN envueltas en espiral alrededor de un núcleo de proteína simple llamada histona. Los nucleosomas se encuentran en el núcleo de una célula y, cuando se unen al ADN, forman una de las siete formas de cromatina.

Cuando los nucleosomas se unen a cadenas de ADN como subunidades repetitivas, la estructura se asemeja a una "cadena de cuentas". Mientras que en esta forma, el ADN está experimentando una transcripción activa, el proceso a través del cual el ADN se convierte en ARN. El ADN no se convierte directamente en proteínas para evitar errores y contaminación.

La estructura del nucleosoma se centra alrededor de la proteína histona. La histona es una proteína simple con altas concentraciones de aminoácidos, que son los componentes básicos de los genes. Cada núcleo de histona contiene pares de cada uno de los cuatro tipos de proteínas de histona, que forman el octómero de histona. Alrededor del octómero de histona envuelve 146 pares de bases de ADN en su forma superhelical, formando juntos el nucleosoma.

Los nucleosomas son el "empaque" del ADN en el núcleo de una célula, y la estructura de la firma es lo que determina la accesibilidad del ADN. Los productos químicos responsables de la transcripción no pueden conectarse a la cromatina si hay un nucleosoma en el camino, por lo que las proteínas de transcripción primero deben expulsar completamente el nucleosoma o deslizarlo a lo largo de la molécula de ADN hasta que la cromatina quede expuesta. Una vez que esa porción de ADN se transcribe en ARN, los nucleosomas pueden regresar a su ubicación original.

Si se estira en línea recta, el ADN en cada núcleo de mamífero mediría aproximadamente dos metros de largo, pero el núcleo de una célula de mamífero tiene solo 10 micrómetros de diámetro. Es la compleja acción de plegamiento de los nucleosomas lo que permite que el ADN encaje en el núcleo. La apariencia de "cuentas en una cuerda" proviene del ADN "enlazador" que conecta cada nucleosoma para formar una fibra de aproximadamente 10 nm de diámetro. En presencia de la histona H1, las cadenas repetidas de nucleosomas pueden formar cadenas de 30 nm de diámetro, con una relación de empaquetamiento mucho más densa. La presencia de H1 en el núcleo del nucleosoma da como resultado una mayor eficiencia de empaquetamiento, ya que las proteínas vecinas reaccionan para iniciar secuencias de plegamiento y bucle que permiten que se contenga tanta información en un paquete tan pequeño. Incluso hoy, el mecanismo exacto de empaquetamiento iniciado por los nucleosomas no se comprende completamente.