Histoner är basiska proteiner som finns i cellens kärnor (singular: kärna). Dessa proteiner hjälper till att organisera mycket långa strängar av DNA, den genetiska "ritningen" för varje levande sak, i kondenserade strukturer som kan passa in i relativt små utrymmen i kärnan. Tänk på dem som spolar, vilket gör att mycket mer tråd passar in i en liten låda än vad som skulle vara fallet om långa trådlängder helt enkelt vaddades upp och kastades inuti lådan.
Histoner fungerar inte bara som byggnadsställningar för DNA-strängar. De deltar också i genreglering genom att påverka när vissa gener (det vill säga DNA-längder associerade med ett enda protein produkt) "uttrycks" eller aktiveras för att transkribera RNA och i slutändan den proteinprodukt som en given gen bär instruktioner för tillverkning. Detta styrs genom att ändra den kemiska strukturen hos histonerna via relaterade processer som kallas acetylering och deacetylering.
Grundläggande om Histone
Histonproteiner är baser, vilket innebär att de har en nettoladdning. Eftersom DNA är negativt laddat, associeras histon och DNA lätt med varandra, vilket gör att ovannämnda "spooling" kan ske. En enda instans av många längder av DNA som lindas runt ett komplex av åtta histoner bildar det som kallas a
nukleosom. Vid mikroskopisk undersökning liknar successiva nukleosomer på en kromatid (dvs. en kromosomsträng) pärlor på en sträng.Acetylering av histoner
Histonacetylering är tillsatsen av en acetylgrupp, en trekolmolekyl, till en lysin "rest" i ena änden av en histonmolekyl. Lysin är en aminosyra och de cirka 20 aminosyrorna är byggstenarna i proteiner. Detta katalyseras av enzymet histonacetyltransferas (HAT).
Denna process fungerar som en kemisk "omkopplare" som gör det mer troligt att några av de närliggande generna på kromatiden transkriberas till RNA medan andra gör det mindre troligt att transkriberas. Detta betyder att DNA-acetylering via histoner förändrar genfunktionen utan att faktiskt ändra några DNA-baspar, en effekt som kallas epigenetisk ("epi" betyder "på"). Detta inträffar på grund av att förändringar i DNA-formen exponerar fler "dockningsplatser" för regulatoriska proteiner som i själva verket ger order till generna.
Deacetylering av histoner
Histondeacetylas (HDAC) gör motsatsen till HAT; det vill säga det avlägsnar en acetylgrupp från en lysindel av histon. Även om dessa molekyler i teorin "konkurrerar" med varandra har några stora komplex identifierats som innehåller både HAT och HDAC-delar, vilket tyder på att en hel del finjustering sker på nivån av DNA och tillsats och subtraktion av acetyl grupper.
HAT och HDAC spelar båda viktiga roller i utvecklingsprocesser i människokroppen och misslyckanden med dessa enzymer som ska regleras ordentligt har associerats med utvecklingen av ett antal sjukdomar, bland cancer dem.
