ヒストンとは？

ヒストンは、真核細胞およびEuryarchaeota門のいくつかの単細胞微生物の構造であり、細胞のデオキシリボ核酸（DNA）が非常に密接に包むスプールとして機能します。 ヒストンが可能にするスペース節約がなければ、細胞は自身のDNAを含むことができませんでした。 ヒストンはまた、転写活性分子のDNA遺伝子へのアクセスを可能または妨害することにより、遺伝子発現において重要な役割を果たします。 3番目のタスクは、DNAとはるかに大きな染色体の構造的完全性を維持することです。

ヒストンを構成する物質は、種ごとにほとんど異なるタンパク質です。 最も一般的なタンパク質は、H1 / H5、H2A、H2B、H3およびH4と呼ばれます。 DNAは、ヒストンタンパク質の側基とDNAとの間の引力によってヒストンに密接に結合します。 この引力は、H3およびH4タンパク質の末端近くのいくつかのリジンまたはアルギニンアミノ酸にアセチルまたはメチル基を付加することにより変更されます。 DNA鎖を締めたり緩めたりすると、遺伝子がアクセス可能またはアクセス不能になります。これは、遺伝子を「オン」または「オフ」にすることで知られています。

ほとんどの細胞では、ソースに関係なく、H2A、H2B、H3、およびH4のそれぞれ2つで構成される8つのヒストンタンパク質がオクテット構造を形成します。 約146塩基対のDNAがオクテット構造をほぼ2回巻き付けて「ヌクレオソーム」を形成します。 H1タンパク質またはそのH5アナログによって安定化されたDNAの短いループは、次のヌクレオソームにつながり、「ストリング上のビーズ」として特徴付けられることが多い構造を形成します。 ヌクレオソームとそれらをリンクするDNAセクションは、ターンごとに6つのヌクレオソームを持つ緊密ならせんを形成し、クロマチン繊維と呼ばれるものを作ります。 繊維は一緒に詰まって染色体を形成します。

ヒストンタンパク質H2A、H2B、H3、およびH4は、タンパク質分子あたり120から135のアミノ酸からなる比較的低分子量です。 ヒストンH1 / H5ははるかに長く、ヌクレオソームに構造的枠組みを与えます。これは、一連のディスクをつなぐ鋼棒のようです。 人間の細胞では、すべてのDNAがほどけて端から端まで置かれた場合、鎖は約70インチ（1.8 m）の長さですが、厚さは約0.0000007インチ（180ナノメートル）になります。 下部構造を巻き上げて巻き戻すことにより、23組の染色体が、直径0.0004インチ（10マイクロメートル）未満の核で機能します。 ヒストンは、分子環境を制御することでこの折りたたみを可能にします。

ヒストンは当初、上記のタイプのみを持つと考えられていました。 しかし、研究は以前に受け入れられていたよりもはるかに多様性を指摘しています。 基本的な分子は、酵母や哺乳類のように多様な生物間でさえ、まだ比較的同じです。 この特性は進化的保存と呼ばれます。 それは、これらの分子のわずかな変化でさえ、繁栄できないか、再生して生物に損傷と進化的ペナルティを引き起こす細胞をもたらすことを示しています。