El nucleosoma es una estructura que constituye la unidad fundamental de la cromatina, que es la forma de organización del ADN en las células eucariotas. La unidad básica de empaquetamiento del ADN en organismos eucariotas. Constituye, por lo tanto, el elemento de compresión de la cromatina más pequeño. El nucleosoma está construido como un octámero de proteínas llamadas histonas.
Es decir, que un nucleosoma es la unidad básica de repetición de la cromatina eucariótica. En una célula humana, cerca de dos metros de ADN deben ser empaquetados en un núcleo con un diámetro inferior a un cabello humano. Un nucleosoma se compone de alrededor de 150 pares de bases de ADN enrolladas alrededor de un núcleo de histonas. Los nucleosomas se organizan como cuentas de un collar las cuales, a su vez, son plegadas sobre sí mismas repetidas veces para formar un cromosoma.
Y podríamos definirlos también, por tanto, como los bloques estructurales básicos de empaquetamiento del ADN en un cromosoma. El problema de cómo encajar un tramo de ADN muy, muy largo, aproximadamente un metro de ADN, dentro de una célula muy pequeña, aproximadamente una centésima de milímetro de diámetro, ha fascinado a los científicos durante mucho tiempo. Y resulta que la forma en que la célula lo hace es que enrolla y super-enrolla el ADN en multitud de formas complejas.
Esa unidad fundamental de dicho enrollamiento son los nucleosomas, que son esencialmente paquetes de pequeñas esferas proteicas llamadas histonas alrededor de las cuales se enrolla el ADN, y que se ven literalmente como cuentas de un collar, excepto que estas cuentas tienen el ADN rodeándolas en lugar de pasar a través de ellas, como ocurre en el caso de un collar.
Los nucleosomas permiten:
- El empaquetamiento del ADN para darle cabida en el limitado espacio del núcleo. El ADN es una molécula larga y enrollada en hélice que necesita ser compactada para caber dentro del núcleo de una célula. El nucleosoma cumple esta función al envolver aproximadamente 147 pares de bases de ADN alrededor de un núcleo proteico.
- Determinan la partición entre la cromatina que se expresa y la cromatina silenciosa. Varios nucleosomas se organizan en una estructura más grande llamada cromatina. La cromatina es esencial para el empaquetamiento eficiente del ADN y su organización en el núcleo celular.
- Organizan toda la cromatina tanto espacial como funcionalmente en el núcleo.
- Representan el sustrato de las modificaciones covalentes que determinan la expresión, y nivel de expresión, de los genes que codifican para proteínas a través del denominado código de las histonas.
- Regulación de la expresión génica. La estructura del nucleosoma también tiene un papel en la regulación de la expresión génica. Cuando el ADN está compactado alrededor de los nucleosomas, los genes están menos accesibles y su expresión es más difícil. En contraste, cuando el ADN se desenrolla de los nucleosomas, los genes están más disponibles para la transcripción y su expresión aumenta.
- Protección del ADN: los nucleosomas ayudan a proteger el ADN de daños y degradación. La asociación del ADN con proteínas histonas en la estructura de los nucleosomas puede prevenir la rotura del ADN y protegerlo de las enzimas que podrían degradarlo.
- Facilitación de la replicación y transcripción: durante la replicación del ADN y la transcripción génica, los nucleosomas pueden remodelarse dinámicamente para permitir el acceso de las enzimas y proteínas necesarias para estos procesos. La remodelación de la estructura del nucleosoma es esencial para la replicación y transcripción eficientes del ADN.
Viviana Sabbatino, Andrea Lassalle, Gladys Gálvez, Silvia Márquez (2011). «Niveles de organización de la Cromatina en: El Núcleo Celular». Guías temáticas: Biología celular y humana (Genomasur).
