Les histones sont des protéines basiques présentes dans les noyaux (singulier: noyau) des cellules. Ces protéines aident à organiser de très longs brins d'ADN, le « modèle » génétique de chaque être vivant, en structures condensées qui peuvent s'insérer dans des espaces relativement petits à l'intérieur du noyau. Considérez-les comme des bobines, qui permettent à beaucoup plus de fil de tenir dans un petit tiroir que ce ne serait le cas si de longues longueurs de fil étaient simplement enroulées et jetées à l'intérieur du tiroir.
Les histones ne servent pas simplement d'échafaudage pour les brins d'ADN. Ils participent également à la régulation des gènes en affectant le moment où certains gènes (c'est-à-dire des longueurs d'ADN associées à une seule protéine produit) sont "exprimés" ou activés pour transcrire l'ARN et finalement le produit protéique d'un gène donné porte des instructions pour fabrication. Ceci est contrôlé en modifiant légèrement la structure chimique des histones via des processus connexes appelés acétylation et désacétylation.
Principes fondamentaux des histones
Les protéines histones sont des bases, ce qui implique qu'elles portent une charge positive nette. Étant donné que l'ADN est chargé négativement, l'histone et l'ADN s'associent facilement les uns aux autres, permettant au "spooling" susmentionné de se produire. Une seule instance de plusieurs longueurs d'ADN enroulées autour d'un complexe de huit histones forme ce qu'on appelle un nucléosome. Lors d'un examen microscopique, les nucléosomes successifs sur une chromatide (c'est-à-dire un brin de chromosome) ressemblent à des perles sur une ficelle.
Acétylation des histones
L'acétylation des histones est l'addition d'un groupe acétyle, une molécule à trois carbones, à un « résidu » de lysine à une extrémité d'une molécule d'histone. La lysine est un acide aminé, et la vingtaine d'acides aminés sont les éléments constitutifs des protéines. Ceci est catalysé par l'enzyme histone acétyltransférase (HAT).
Ce processus sert de "commutateur" chimique qui rend certains des gènes voisins sur la chromatide plus susceptibles d'être transcrits en ARN tout en rendant d'autres moins susceptibles d'être transcrits. Cela signifie que l'acétylation de l'ADN via les histones modifie la fonction des gènes sans réellement modifier les appariements de bases de l'ADN, un effet appelé épigénétique ("epi" signifie "sur"). Cela se produit parce que les modifications de la forme de l'ADN exposent davantage de « sites d'accueil » pour les protéines régulatrices qui, en fait, donnent des ordres aux gènes.
Désacétylation des histones
L'histone désacétylase (HDAC) fait le contraire de la THA; c'est-à-dire qu'il élimine un groupe acétyle d'une partie lysine de l'histone. Bien que ces molécules soient en théorie "en concurrence" les unes avec les autres, certains grands complexes ont été identifiés qui contiennent à la fois de la HAT et portions HDAC, suggérant qu'une grande partie de l'ajustement se produit au niveau de l'ADN et l'addition et la soustraction d'acétyle groupes.
La THA et la HDAC jouent toutes deux un rôle important dans les processus de développement du corps humain, et les échecs de ces enzymes à être correctement régulées a été associée à la progression d'un certain nombre de maladies, le cancer parmi les eux.