Что такое гистоны?

Гистоны - это структуры в эукариотических клетках и некоторых одноклеточных микроорганизмах типа Euryarchaeota, которые служат в качестве катушек, вокруг которых клеточная дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) очень плотно оборачивается. Без сохранения пространства, которое обеспечивают гистоны, клетки не могут содержать свою собственную ДНК. Гистоны также играют важную роль в экспрессии генов, обеспечивая или препятствуя доступу транскрипционно-активных молекул к генам ДНК. Третья задача - сохранить структурную целостность ДНК и гораздо большей хромосомы.

Вещества, которые составляют гистоны, представляют собой белки, которые мало отличаются от вида к виду. Наиболее распространенные белки называются H1 / H5, H2A, H2B, H3 и H4. ДНК тесно связана с гистонами притяжением между боковыми группами белков гистонов и ДНК. Эта сила притяжения модифицируется добавлением ацетильных или метильных групп к нескольким аминокислотам лизина или аргинина вблизи конца белков H3 и H4. Сжатие или ослабление цепи ДНК приводит к тому, что гены становятся доступными или недоступными, что называется включением или выключением гена.

В большинстве клеток, независимо от источника, восемь гистоновых белков, состоящих из двух каждого из H2A, H2B, H3 и H4, образуют структуру октета. Приблизительно 146 пар оснований ДНК обертывают структуру октета почти дважды, образуя «нуклеосому». Короткая петля ДНК, стабилизированная белком H1 или его аналогом H5, ведет к следующей нуклеосоме, образуя структуру, которая часто характеризуется как «бусы на веревочке». Нуклеосомы и их связывающие участки ДНК образуют плотные спирали с шестью нуклеосомами на оборот, образуя так называемые хроматиновые волокна. Волокна упаковываются вместе, образуя хромосому.

Гистоновые белки H2A, H2B, H3 и H4 имеют относительно низкую молекулярную массу, состоящую из 120-135 аминокислот на молекулу белка. Гистоны H1 / H5 намного длиннее и дают структурную основу для нуклеосом, очень похоже на стальной стержень, соединяющий ряд дисков. В человеческих клетках, если бы вся ДНК была размотана и откладывалась до конца, нить имела бы длину около 70 дюймов (1,8 м) и толщину всего около 0,0000007 дюймов (180 нм). Благодаря намотке и откату субструктур 23 пары хромосом функционируют в ядре, диаметр которого составляет менее 0,0004 дюймов (10 микрометров). Гистоны делают возможным это сворачивание, контролируя молекулярную среду.

Первоначально считалось, что гистоны имеют только типы, упомянутые выше. Исследования, однако, указывают на гораздо большее разнообразие, чем было принято ранее. Основные молекулы все еще относительно одинаковы даже между организмами, так же как и дрожжи и млекопитающие. Эта черта называется эволюционным сохранением. Это указывает на то, что даже незначительные изменения в этих молекулах приводят к клеткам, которые либо не могут процветать, либо размножаются, а также наносят ущерб и наносят эволюционный ущерб организму.