Histony to podstawowe białka znajdujące się w jądrach komórkowych (liczba pojedyncza: jądro) komórek. Białka te pomagają organizować bardzo długie nici DNA, genetyczny „plan” każdej żywej istoty, w skondensowane struktury, które mogą zmieścić się w stosunkowo małych przestrzeniach w jądrze. Pomyśl o nich jako o szpulkach, które pozwalają zmieścić o wiele więcej nici w małej szufladzie, niż miałoby to miejsce, gdyby długie nici były 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 (tj. długości DNA związane z pojedynczym białkiem) produktu) są „wyrażane” lub aktywowane w celu transkrypcji RNA i ostatecznie produktu białkowego, do którego dany gen zawiera instrukcje zrobienie. Jest to kontrolowane przez nieznaczną zmianę struktury chemicznej histonów poprzez powiązane procesy zwane acetylacja i deacetylacja.
Podstawy histonów
Białka histonowe są zasadami, co oznacza, że niosą ładunek dodatni netto. Ponieważ DNA jest naładowany ujemnie, histon i DNA łatwo łączą się ze sobą, umożliwiając wystąpienie wspomnianego „spoolingu”. Pojedynczy przypadek wielu odcinków DNA owiniętych wokół kompleksu ośmiu histonów tworzy tak zwany a
nukleosom. Po badaniu mikroskopowym kolejne nukleosomy na chromatydzie (tj. nici chromosomu) przypominają kulki na sznurku.Acetylowanie histonów
Acetylacja histonów to dodanie grupy acetylowej, cząsteczki trzywęglowej, 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).
Proces ten służy jako chemiczny „przełącznik”, który sprawia, że niektóre z pobliskich genów na chromatydzie są bardziej podatne na transkrypcję do RNA, podczas gdy inne są mniej podatne na transkrypcję. Oznacza to, że acetylacja DNA przez histony zmienia funkcję genów bez faktycznej zmiany parowania zasad DNA, efekt określany jako epigenetyczny („epi” oznacza „na”). Dzieje się tak, ponieważ zmiany kształtu DNA odsłaniają więcej „miejsc dokowania” dla białek regulatorowych, które w efekcie nadają genom rozkazy.
Deacetylacja histonów
Deacetylaza histonowa (HDAC) działa odwrotnie niż HAT; to znaczy usuwa grupę acetylową z części lizynowej histonu. Chociaż te cząsteczki teoretycznie „konkurują” ze sobą, zidentyfikowano pewne duże kompleksy, które zawierają zarówno HAT, jak i porcje HDAC, co sugeruje, że wiele dostrajania zachodzi na poziomie DNA oraz dodawania i odejmowania acetylu grupy.
Zarówno HAT, jak i HDAC odgrywają ważną rolę w procesach rozwojowych w ludzkim ciele, a także w ich niepowodzeniach Odpowiednia regulacja enzymów wiąże się z postępem wielu chorób, m.in. raka im.