الهيستونات هي بروتينات أساسية توجد في نوى الخلايا (المفرد: نواة). تساعد هذه البروتينات في تنظيم خيوط طويلة جدًا من الحمض النووي ، "المخطط" الجيني لكل كائن حي ، في هياكل مكثفة يمكن أن تتناسب مع مساحات صغيرة نسبيًا داخل النواة. فكر فيهم على أنهم مكبات ، والتي تسمح بخيط أكبر بكثير لتناسب داخل درج صغير مما سيكون عليه الحال إذا تم حشو أطوال الخيط الطويلة وإلقائها داخل الدرج.
لا تعمل الهيستونات كمجرد سقالات لخيوط الحمض النووي. كما أنها تشارك في تنظيم الجينات من خلال التأثير على جينات معينة (أي أطوال الحمض النووي المرتبطة ببروتين واحد المنتج) "يتم التعبير عنه" أو تنشيطه لنسخ الحمض النووي الريبي ، وفي النهاية يحمل منتج البروتين الذي يحمل الجين تعليماته صناعة. يتم التحكم في ذلك عن طريق تغيير بسيط في التركيب الكيميائي للهيستونات عبر عمليات ذات صلة تسمى أستلة و نزع.
أساسيات هيستون
بروتينات هيستون هي قواعد ، مما يعني أنها تحمل صافي شحنة موجبة. نظرًا لأن الحمض النووي مشحون سالبًا ، فإن الهيستون والحمض النووي يرتبطان بسهولة ببعضهما البعض ، مما يسمح بحدوث "التخزين المؤقت" المذكور أعلاه. إن مثيل واحد من أطوال عديدة من الحمض النووي يتم لفه حول مجمع مكون من ثمانية هيستونات يشكل ما يسمى a
نووي. عند الفحص المجهري ، تشبه النيوكليوسومات المتتالية على الكروماتيد (أي خيط كروموسوم) حبات على خيط.أستيل هيستونز
أستلة هيستون هي إضافة مجموعة أسيتيل ، جزيء ثلاثي الكربون ، إلى "بقايا" ليسين في أحد طرفي جزيء هيستون. Lysine هو حمض أميني ، و 20 أو نحو ذلك من الأحماض الأمينية هي اللبنات الأساسية للبروتينات. يتم تحفيز هذا بواسطة إنزيم هيستون أسيتيل ترانسفيراز (HAT).
هذه العملية بمثابة "تبديل" كيميائي يجعل بعض الجينات القريبة على الكروماتيد أكثر احتمالا ليتم نسخها إلى RNA بينما تجعل الآخرين أقل عرضة للنسخ. هذا يعني أن أستلة الحمض النووي عبر الهستونات يغير وظيفة الجين دون تغيير أي من أزواج قاعدة الحمض النووي ، وهو تأثير يشار إليه باسم جيني ("epi" تعني "على"). يحدث هذا لأن التغييرات في شكل الحمض النووي تكشف المزيد من "مواقع الالتحام" للبروتينات المنظمة التي ، في الواقع ، تعطي أوامر للجينات.
نزع الهيستونات
يقوم هيستون ديسيتيلاز (HDAC) بعمل عكس HAT ؛ أي أنه يزيل مجموعة الأسيتيل من جزء ليسين من هيستون. على الرغم من أن هذه الجزيئات من الناحية النظرية "تتنافس" مع بعضها البعض ، فقد تم تحديد بعض المجمعات الكبيرة التي تحتوي على كل من HAT و أجزاء HDAC ، مما يشير إلى حدوث قدر كبير من الضبط الدقيق على مستوى الحمض النووي وإضافة وطرح الأسيتيل مجموعات.
تلعب كل من HAT و HDAC أدوارًا مهمة في العمليات التنموية في جسم الإنسان ، وإخفاقات هذه ارتبطت الإنزيمات التي يجب تنظيمها بشكل صحيح بتطور عدد من الأمراض ، من بينها السرطان معهم.