Que sont les histones?
Les histones sont des structures de cellules eucaryotes et de microorganismes unicellulaires du phylum Euryarchaeota, qui servent de bobines autour desquelles l’acide désoxyribonucléique (ADN) de la cellule s’enroule très étroitement. Sans la conservation de l'espace que permettent les histones, les cellules ne pourraient pas contenir leur propre ADN. Les histones jouent également un rôle important dans l'expression des gènes en permettant ou en empêchant l'accès des molécules actives de la transcription aux gènes de l'ADN. Une troisième tâche consiste à maintenir l’intégrité structurelle de l’ADN et du chromosome beaucoup plus grand.
Les substances qui composent les histones sont des protéines qui diffèrent peu d’une espèce à l’autre. Les protéines les plus courantes sont appelées H1 / H5, H2A, H2B, H3 et H4. L'ADN est étroitement lié aux histones par l'attraction entre les groupes latéraux des protéines d'histone et l'ADN. Cette force d'attraction est modifiée par l'addition de groupes acétyle ou méthyle à quelques acides aminés de lysine ou d'arginine à proximité des extrémités des protéines H3 et H4. Le resserrement ou le relâchement du brin d'ADN a pour résultat que les gènes sont accessibles ou inaccessibles, ce qui est connu sous le nom d'activation ou de désactivation du gène.
Dans la plupart des cellules, quelle que soit leur source, huit protéines histones, composées de deux H2A, H2B, H3 et H4, forment une structure octet. Environ 146 paires de bases d’ADN s’enroulent presque deux fois autour de la structure octet pour former un «nucléosome». Une courte boucle d'ADN, stabilisée par la protéine H1 ou son analogue H5, mène au nucléosome suivant, formant une structure souvent qualifiée de "perles sur une chaîne". Les nucléosomes et leurs sections d'ADN de liaison forment des spirales étroites, avec six nucléosomes par tour, pour former ce que l'on appelle des fibres de chromatine. Les fibres s'assemblent pour former un chromosome.
Les protéines histones H2A, H2B, H3 et H4 ont un poids moléculaire relativement bas, composé de 120 à 135 acides aminés par molécule de protéine. Les histones H1 / H5 sont beaucoup plus longues et donnent aux nucléosomes un cadre structurel, un peu comme une tige d’acier reliant une série de disques. Dans les cellules humaines, si tout l'ADN était déroulé et mis bout à bout, le brin aurait une longueur d'environ 1,8 cm, mais une épaisseur d'environ 180 nanomètres. En enroulant et en enroulant les sous-structures, les 23 paires de chromosomes fonctionnent dans un noyau dont le diamètre est lui-même inférieur à 0,0004 pouce (10 micromètres). Les histones rendent ce repliement possible en contrôlant l'environnement moléculaire.
On pensait initialement que les histones avaient uniquement les types mentionnés ci-dessus. Les recherches ont toutefois mis en évidence une diversité bien plus grande que celle acceptée auparavant. Les molécules de base sont encore relativement les mêmes, même entre organismes aussi divergents que la levure et les mammifères. Ce trait s'appelle la conservation évolutive. Cela indique que même de légères variations dans ces molécules ont pour résultat des cellules qui ne pourraient pas se développer ou se reproduiraient et causeraient des dommages et des pénalités évolutives à l'organisme.