A hisztonok a sejtek magjaiban (egyes számban: mag) található bázikus fehérjék. Ezek a fehérjék segítenek a DNS nagyon hosszú szálainak, minden élőlény genetikai "tervrajzának", sűrített struktúrákba szerveződésében, amelyek viszonylag kis terekbe illeszkedhetnek a magban. Gondoljon rájuk, mint orsókra, amelyek lehetővé teszik, hogy sokkal több szál férjen el egy kis fiók belsejében, mint akkor, ha a hosszú cérnákat egyszerűen vattába vernék és beledobnák a fiókba.
A hisztonok nem csupán állványok a DNS-szálak számára. Részt vesznek a génszabályozásban azáltal is, hogy befolyásolják, amikor bizonyos gének (vagyis egyetlen fehérjéhez kapcsolódó DNS-hosszok) termék) expresszálódnak vagy aktiválódnak az RNS átírására, és végső soron az a fehérjetermék, amelyre az adott gén utasításokat hordoz készítése. Ezt úgy szabályozzák, hogy a hisztonok kémiai szerkezetét kissé megváltoztatják az úgynevezett kapcsolódó folyamatok révén acetilezés és dezacetilezés.
A hiszton alapjai
A hiszton fehérjék bázisok, ami azt jelenti, hogy nettó pozitív töltést hordoznak. Mivel a DNS negatív töltésű, a hiszton és a DNS könnyen asszociál egymással, lehetővé téve a fent említett "spool" bekövetkezését. A DNS hosszúságának egyetlen példánya, amely nyolc hiszton komplex köré van tekerve, az úgynevezett a-t alkotja
nukleoszóma. Mikroszkópos vizsgálaton a kromatid (azaz egy kromoszómaszál) egymást követő nukleoszómái hasonlítanak a húr gyöngyeire.A hisztonok acetilezése
A hiszton-acetilezés egy acetilcsoport, egy három szénatomot tartalmazó molekula hozzáadása a hisztonmolekula egyik végén lévő lizin "maradékhoz". A lizin egy aminosav, és körülbelül 20 aminosav a fehérjék építőköve. Ezt a hiszton-acetil-transzferáz (HAT) enzim katalizálja.
Ez a folyamat kémiai "kapcsolóként" szolgál, amely a kromatid közeli génjeinek egy részét nagyobb valószínűséggel átírja az RNS-be, míg másokat kevésbé. Ez azt jelenti, hogy a hisztonokon keresztül történő DNS-acetilezés megváltoztatja a gén működését anélkül, hogy bármilyen DNS-bázispár megváltozna epigenetikus (az "epi" jelentése "bekapcsolva"). Ez azért történik, mert a DNS alakjának megváltozása több "dokkolóhelyet" tár fel a szabályozó fehérjék számára, amelyek tulajdonképpen megrendelést adnak a géneknek.
A hisztonok dezacetilezése
A hiszton-dezacetiláz (HDAC) ellentétes a HAT-tal; vagyis eltávolítja az acetilcsoportot a hiszton lizin részéből. Noha ezek a molekulák elméletileg "versenyeznek" egymással, néhány nagy komplexet azonosítottak, amelyek mind HAT-t, mind HDAC részek, ami arra utal, hogy nagyon sok finomhangolás történik a DNS szintjén, valamint az acetil összeadása és kivonása szintjén csoportok.
A HAT és a HDAC egyaránt fontos szerepet játszik az emberi test fejlődési folyamataiban és ezek kudarcaiban a megfelelően szabályozandó enzimek számos betegség, a rák progressziójával társultak őket.