Zawartość
Histony są podstawowymi białkami występującymi w jądrach (liczba pojedyncza: jądro) komórek. Białka te pomagają organizować bardzo długie nici DNA, genetyczny „niebieski” każdej żywej istoty, w skondensowane struktury, które mogą zmieścić się w stosunkowo małych przestrzeniach w jądrze. Pomyśl o nich jak o szpulach, które pozwalają na umieszczenie o wiele większej ilości nici w małej szufladzie niż w przypadku, gdyby długie odcinki nici zostały po prostu zwinięte i wrzucone do szuflady.
Histony nie służą jedynie jako rusztowanie dla nici DNA. Biorą również udział w regulacji genów, wpływając na to, kiedy pewne geny (to znaczy długości DNA związane z pojedynczym produktem białkowym) są „wyrażane” lub aktywowane w celu transkrypcji RNA, a ostatecznie produkt białkowy, którego dany gen niesie instrukcje tworzenia. Jest to kontrolowane przez nieznaczną zmianę struktury chemicznej histonów za pomocą powiązanych procesów zwanych acetylacja i deacetylacja.
Podstawy histonu
Białka histonowe są zasadami, co oznacza, że mają ładunek dodatni netto. Ponieważ DNA jest naładowany ujemnie, histon i DNA łatwo łączą się ze sobą, umożliwiając wspomniane wyżej „buforowanie”. Pojedynczy przypadek DNA o wielu długościach owinięty wokół kompleksu ośmiu histonów tworzy tzw nukleosom. Po badaniu mikroskopowym kolejne nukleosomy na chromatydzie (tj. Nić chromosomu) przypominają kulki na sznurku.
Acetylacja histonów
Acetylowanie histonu polega na dodaniu grupy acetylowej, trójwęglowej cząsteczki, do „reszty” lizyny na jednym końcu cząsteczki histonu. Lizyna jest aminokwasem, a około 20 aminokwasów jest budulcem białek. Jest to katalizowane przez enzym acetylotransferazę histonową (HAT).
Ten proces służy jako chemiczny „przełącznik”, który sprawia, że niektóre z pobliskich genów na chromatydzie są bardziej podatne na transkrypcję na RNA, a inne są mniej podatne na transkrypcję. Oznacza to, że acetylacja DNA za pomocą histonów zmienia funkcję genów bez faktycznej zmiany jakichkolwiek par zasad DNA, efekt nazywany epigenetyczny („epi” oznacza „na”). Dzieje się tak, ponieważ zmiany w kształcie DNA ujawniają więcej „miejsc dokowania” dla białek regulatorowych, które w efekcie porządkują geny.
Deacetylacja histonów
Deacetylaza histonowa (HDAC) działa przeciwnie do HAT; to znaczy usuwa grupę acetylową z części lizyny histonu. Chociaż te cząsteczki teoretycznie „konkurują” ze sobą, zidentyfikowano niektóre duże kompleksy, które zawierają zarówno części HAT, jak i HDAC, co sugeruje, że na poziomie DNA oraz dodawaniu i odejmowaniu grup acetylowych zachodzi wiele drobnych dostosowań.
Zarówno HAT, jak i HDAC odgrywają ważną rolę w procesach rozwojowych w ludzkim ciele, a awarie tych enzymów właściwie regulowane są związane z postępem wielu chorób, w tym raka.