היסטונים הם חלבונים בסיסיים הנמצאים בגרעינים (יחיד: גרעין) של התאים. חלבונים אלה מסייעים בארגון גדילי DNA ארוכים מאוד, ה"תכנית "הגנטית של כל יצור חי, למבנים מעובים שיכולים להשתלב במרחבים קטנים יחסית בתוך הגרעין. חשבו עליהם כסלילים, המאפשרים להתאים הרבה יותר חוט בתוך מגירה קטנה מאשר היה המקרה אם אורכי חוטים ארוכים היו פשוט מגולגלים ונזרקים בתוך המגירה.
היסטונים אינם משמשים רק כפיגום לחוטי DNA. הם גם לוקחים חלק בוויסות גנים על ידי השפעה על מתי גנים מסוימים (כלומר, אורכי DNA הקשורים לחלבון יחיד המוצר) "מבוטאים", או מופעלים על מנת להעתיק RNA ובסופו של דבר מוצר החלבון שגן נתון נושא הוראות הֲכָנָה. זה נשלט על ידי שינוי מעט של המבנה הכימי של ההיסטונים באמצעות תהליכים קשורים הנקראים אצטילציה ו דיסילציה.
יסודות היסטון
חלבוני היסטון הם בסיסים, מה שמרמז שהם נושאים מטען חיובי נטו. מכיוון ש- DNA טעון שלילית, היסטון ו- DNA מתקשרים זה לזה בקלות, ומאפשרים ל"סליל "הנ"ל להתרחש. מופע יחיד של אורכים רבים של DNA שנכרך סביב קומפלקס של שמונה היסטונים יוצר את מה שמכונה a נוקלאוזום. בבדיקה מיקרוסקופית, נוקלאוזומים עוקבים על כרומטיד (כלומר, גדיל כרומוזום) דומים לחרוזים על חוט.
אצטילציה של היסטונים
אצטילציה של היסטון היא תוספת של קבוצת אצטיל, מולקולת שלוש פחמן, ל"שאריות "ליזין בקצה אחד של מולקולת היסטון. ליזין היא חומצת אמינו, ו -20 חומצות האמינו בערך הן אבני הבניין של החלבונים. זה מזרז על ידי האנזים היסטון אצטילטרנספרז (HAT).
תהליך זה משמש כ"מתג "כימי שגורם לחלק מהגנים הסמוכים בכרומטיד להיות מועתקים ל- RNA ואילו אחרים נוטים פחות להעתיק אותם. משמעות הדבר היא כי אצטילציה של ה- DNA באמצעות היסטונים משנה את תפקוד הגנים מבלי לשנות למעשה זיווגי בסיס של DNA, אפקט המכונה אפיגנטיים ("epi" פירושו "על"). זה קורה מכיוון ששינויים בצורת ה- DNA חושפים יותר "אתרי עגינה" לחלבונים מווסתים שלמעשה נותנים פקודות לגנים.
דיסיטילציה של היסטונים
היסטון דיאצטילאז (HDAC) עושה את ההפך מ- HAT; כלומר, זה מסיר קבוצת אצטיל מחלק ליזין של היסטון. למרות שמולקולות אלה בתיאוריה "מתחרות" זו בזו, זוהו כמה מתחמים גדולים המכילים גם HAT וגם חלקי HDAC, מה שמצביע על כך שכוונון עדין רב מתרחש ברמת ה- DNA ותוספת וחיסור של אצטיל קבוצות.
HAT ו- HDAC ממלאים תפקידים חשובים בתהליכי התפתחות בגוף האדם, וכשלים בהם אנזימים המווסתים כראוי נקשר להתקדמות של מספר מחלות, בקרב סרטן אוֹתָם.