Vad är histoner?

Histoner är strukturer i eukaryota celler och vissa encelliga mikroorganismer av filylen Euryarchaeota som fungerar som spolar runt vilka cellens deoxiribonukleinsyra (DNA) lindas mycket tätt. Utan det rymdbevarande som histoner möjliggör, kunde celler inte innehålla sitt eget DNA. Histoner spelar också viktiga roller i genuttryck genom att möjliggöra eller hindra tillgången till transkriptionsaktiva molekyler till DNA-generna. En tredje uppgift är att upprätthålla strukturell integritet hos DNA och den mycket större kromosomen.

Ämnena som innehåller histoner är proteiner som skiljer sig lite från art till art. De vanligaste proteinerna kallas H1 / H5, H2A, H2B, H3 och H4. DNA är bundet nära histonerna av attraktionen mellan sidogrupperna i histonproteinerna och DNA. Denna attraktiva kraft modifieras genom tillsats av acetyl- eller metylgrupper till några få aminosyror av lysin eller arginin nära slutet av H3- och H4-proteinerna. Åtdragningen eller lossningen av DNA-strängen resulterar i att generna är tillgängliga eller otillgängliga, känd som att slå på genen "eller" av.

I de flesta celler, oavsett källa, bildar åtta histonproteiner, bestående av två vardera av H2A, H2B, H3 och H4, en oktettstruktur. Cirka 146 baspar av DNA lindas runt oktetstrukturen nästan två gånger för att bilda en "nukleosom." En kort DNA-slinga, stabiliserad av H1-proteinet eller dess H5-analog, leder till nästa nukleosom och bildar en struktur som ofta karakteriseras som "pärlor på en sträng." Nukleosomerna och deras kopplande DNA-sektioner bildar snäva spiraler, med sex nukleosomer per varv, för att göra vad som kallas kromatinfibrer. Fibrerna packas samman för att bilda en kromosom.

Histonproteiner H2A, H2B, H3 och H4 har relativt låg molekylvikt och består av 120 till 135 aminosyror per proteinmolekyl. Histoner H1 / H5 är mycket längre och ger strukturella ramar för nukleosomerna, ungefär som en stålstång som kopplar samman en serie skivor. I mänskliga celler, om allt DNA var ouppspolat och lagt till slut, skulle strängen vara ungefär 70 tum lång (1,8 m) men ändå bara cirka 0,0000700 tum tjock (180 nanometer). Genom att lindra och återkylla substrukturerna fungerar de 23 paret av kromosomer i en kärna som är mindre än 0 0004 tum (10 mikrometer) i diameter. Histoner gör denna vikning möjlig genom att kontrollera molekylmiljön.

Histoner troddes ursprungligen endast ha de ovan nämnda typerna. Forskning har dock pekat på mycket mer mångfald än vad som tidigare accepterats. De grundläggande molekylerna är fortfarande relativt lika även mellan organismer som är divergerande som jäst och däggdjur. Denna egenskap kallas evolutionär bevarande. Det indikerar att även små variationer i dessa molekyler resulterar i celler som antingen inte kunde frodas eller skulle reproducera och orsaka skador och evolutionsstraff för organismen.