Гистоны - это основные белки, обнаруженные в ядрах (единственное: ядро) клеток. Эти белки помогают организовать очень длинные нити ДНК, генетический «план» каждого живого существа, в конденсированные структуры, которые могут поместиться в сравнительно небольшие пространства внутри ядра. Думайте о них как о катушках, которые позволяют помещать в небольшой ящик гораздо больше ниток, чем было бы в случае, если бы длинные отрезки ниток просто скатывались и бросались внутрь ящика.
Гистоны не служат просто каркасом для цепей ДНК. Они также принимают участие в регуляции генов, влияя на то, когда определенные гены (то есть длины ДНК, связанные с одним белком продукт) "экспрессируются" или активируются для транскрипции РНК, и в конечном итоге белковый продукт данного гена несет инструкции для изготовление. Это контролируется небольшим изменением химической структуры гистонов с помощью связанных процессов, называемых ацетилирование а также деацетилирование.
Основы гистона
Белки-гистоны являются основаниями, что означает, что они несут чистый положительный заряд. Поскольку ДНК заряжена отрицательно, гистон и ДНК легко связываются друг с другом, позволяя происходить вышеупомянутому «спулингу». Один экземпляр ДНК многих длин, обернутый вокруг комплекса из восьми гистонов, образует то, что называется
нуклеосома. При микроскопическом исследовании последовательные нуклеосомы на хроматиде (т. Е. Нити хромосомы) напоминают бусинки на нитке.Ацетилирование гистонов
Ацетилирование гистонов - это добавление ацетильной группы, трехуглеродной молекулы, к лизиновому «остатку» на одном конце молекулы гистона. Лизин - это аминокислота, а около 20 аминокислот являются строительными блоками белков. Это катализируется ферментом гистонацетилтрансферазой (HAT).
Этот процесс служит химическим «переключателем», который повышает вероятность транскрибирования некоторых близлежащих генов на хроматиде в РНК, в то время как вероятность транскрибирования других уменьшается. Это означает, что ацетилирование ДНК через гистоны изменяет функцию гена без фактического изменения каких-либо пар оснований ДНК, эффект, называемый эпигенетический («эпи» означает «при»). Это происходит потому, что изменения формы ДНК открывают больше «стыковочных сайтов» для регуляторных белков, которые, по сути, отдают приказы генам.
Деацетилирование гистонов
Гистоновая деацетилаза (HDAC) действует противоположно HAT; то есть он удаляет ацетильную группу из лизиновой части гистона. Хотя эти молекулы теоретически «конкурируют» друг с другом, были идентифицированы некоторые большие комплексы, содержащие как HAT, так и Части HDAC, предполагая, что большая часть тонкой настройки происходит на уровне ДНК, а добавление и вычитание ацетила группы.
И HAT, и HDAC играют важную роль в процессах развития человеческого тела, и в их сбоях. ферменты, которые должны регулироваться должным образом, были связаны с прогрессированием ряда заболеваний, в том числе рака. их.