Histony

Histonybiałkami występującymi w jądrach komórek eukariotycznych, które pakują DNA w jednostki strukturalne zwane nukleosomami. Są one głównymi białkowymi składnikami chromatyny, aktywnego składnika chromosomów.

Histony działają jak szpule, wokół których wije się DNA, i odgrywają rolę w regulacji genów. Bez histonów, odwijane DNA w chromosomach byłoby bardzo długie. Na przykład, każda ludzka komórka ma około 1,8 metra DNA, ale nawinięte na histony ma około 90 milimetrów chromatyny, które po powieleniu i skondensowaniu podczas mitozy dają w efekcie około 120 mikrometrów chromosomów.

Składanie histonów w nukleosom
Składanie histonów w nukleosom

Funkcje

Zagęszczanie nici DNA

Histony działają jak szpule, wokół których wije się DNA. W ten sposób duże genomy eukariotów zostają upakowane tak, by zmieściły się wewnątrz jąder komórkowych. Zagęszczona cząsteczka jest 40 000 razy krótsza niż cząsteczka nierozpakowana.

Regulacja chromatyny

Histony ulegają zmianom, które zmieniają ich interakcje z DNA i białkami jądrowymi. Długotrwałe zmiany w interakcji histon/DNA wywołują efekty epigenetyczne. Uważa się, że kombinacje modyfikacji tworzą kod, tzw. kod histonowy. Modyfikacje histonów biorą udział w różnych procesach biologicznych, takich jak regulacja genów, naprawa DNA i kondensacja chromosomów (mitoza).

Przykłady

Przykładami modyfikacji histonów w regulacji transkrypcji są m.in:

Rodzaj modyfikacji

Histon

H3K4

H3K9

H3K14

H3K27

H3K79

H4K20

H2BK5

monometylacja

aktywacja

aktywacja

aktywacja

aktywacja

aktywacja

aktywacja

dwumetylacja

represje

represje

aktywacja

tri-metylacja

aktywacja

represje

represje

aktywacja,
represja

represje

acetylacja

aktywacja

aktywacja

DNA na zewnątrz, wijący się wokół histonów wewnątrz. Widok od góry przez oś helikalną
DNA na zewnątrz, wijący się wokół histonów wewnątrz. Widok od góry przez oś helikalną

Historia

Histony zostały odkryte w 1884 roku przez Albrechta Kossela. Słowo "histon" pochodzi z końca XIX wieku i pochodzi od niemieckiego "Histon", o niepewnym pochodzeniu: być może od greckiego histanai lub od histos. Do początku lat 90-tych histony były uważane jedynie za materiał opakowaniowy dla jądrowego DNA. Na początku lat 90-tych odkryto regulacyjne funkcje histonów.

Odkrycie histonu H5 wydaje się być datowane na lata 70.

Zachowanie w obrębie gatunku

Histony występują w jądrach komórek eukariotycznych oraz u niektórych Archaea, a mianowicie Euryarchaea, ale nie u bakterii. Białka histonowe są jednymi z najlepiej konserwowanych białek u eukariotów, co sugeruje, że są one kluczowe dla biologii jądra. W przeciwieństwie do nich, dojrzałe plemniki w dużej mierze wykorzystują protaminy do upakowania swojego genomowego DNA, najprawdopodobniej w celu osiągnięcia jeszcze wyższego współczynnika upakowania.

Histony rdzeniowe są białkami o wysokim stopniu konserwatywności, to znaczy, że istnieje bardzo niewiele różnic pomiędzy sekwencjami aminokwasowymi białek histonowych różnych gatunków. Histony łącznikowe mają zazwyczaj więcej niż jedną formę w obrębie jednego gatunku i są również mniej konserwowane niż histony rdzeniowe.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3