Os nucleossomas são o complexo DNA-histona, onde a cadeia de DNA está enrolada em torno do núcleo de histonas. O núcleo de histonas é um octâmero contendo duas cópias das proteínas histonas H2A, H2B, H3, e H4.

O paradoxo

Os nucleossomas, paradoxalmente, desempenham simultaneamente duas funções opostas. Por um lado, a sua principal responsabilidade é proteger as delicadas cadeias de DNA de danos físicos e ajudar a alcançar uma maior taxa de compactação. Por outro lado, devem permitir que as enzimas polimerase tenham acesso ao DNA ligado às histonas para replicação e transcrição. O mecanismo pelo qual os nucleossomas resolvem estes dois problemas é através do desdobramento parcial do DNA dos nucleossomas ou modificações das proteínas histonas.

Estrutura do núcleo

As proteínas histonas do núcleo partilham um motivo estruturalmente conservado comum denominado “dobra de histona” e têm uma região caudal alargada móvel. A dobra de histona é composta por alfa-hélices e laços. Durante a dimerização das histonas, os laços de duas proteínas histonas alinham e juntam-se, formando um dímero de histonas.

Cada histona liga-se aos três sulcos menores consecutivos de DNA. A alfa-hélice e a cauda N-terminal de cada proteína histona desempenham um papel crucial na ligação ao DNA. Assim, quaisquer modificações químicas na cauda das histonas podem alterar a formação e função da cromatina. Algumas das modificações de histonas mais comuns incluem acetilação, metilação, e fosforilação.

Variantes de histonas

As proteínas histonas têm várias isoformas ou variantes como H2A.1, H2A.2, H2A.X, H3.3, ou CENP-A. Estas variantes diferem nas suas sequências de aminoácidos e desempenham funções distintas. Os nucleossomas com variantes de histonas são significativamente mais móveis do que os nucleossomas comuns. Por exemplo, sabe-se que a incorporação de H2A.Z no nucleossoma ativa a transcrição.