ฮิสโตนคืออะไร

Histones เป็นโครงสร้างในเซลล์ยูคาริโอตและจุลินทรีย์เซลล์เดียวบางชนิดของไฟลัม Euryarchaeota ที่ทำหน้าที่เป็นหลอดรอบ ๆ ซึ่งกรด deoxyribonucleic (DNA) ของเซลล์ล้อมรอบอย่างใกล้ชิด หากไม่มีการอนุรักษ์พื้นที่ที่เปิดใช้งาน histones เซลล์ไม่สามารถมี DNA ของตัวเอง ฮิสโตนยังมีบทบาทสำคัญในการแสดงออกของยีนโดยการเปิดใช้งานหรือขัดขวางการเข้าถึงการถอดรหัสของโมเลกุลดีเอ็นเอ ภารกิจที่สามคือการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของ DNA และโครโมโซมที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก

สารที่ประกอบไปด้วยฮิสโตนเป็นโปรตีนที่แตกต่างกันเล็กน้อยจากสปีชีส์ไปยังสปีชีส์ โปรตีนที่พบมากที่สุดเรียกว่า H1 / H5, H2A, H2B, H3 และ H4 DNA ถูกผูกมัดอย่างใกล้ชิดกับฮิสโตนโดยการดึงดูดระหว่างกลุ่มด้านข้างของโปรตีนฮิสโตนและดีเอ็นเอ แรงที่น่าดึงดูดนี้ถูกแก้ไขโดยการเติม acetyl หรือ methyl group ลงในกรดอะมิโนไลซีนหรืออาร์จินีนไม่กี่ตัวใกล้กับจุดสิ้นสุดของโปรตีน H3 และ H4 การทำให้แน่นหรือคลายของดีเอ็นเอสาระผลในยีนที่สามารถเข้าถึงได้หรือไม่สามารถเข้าถึงได้หรือที่เรียกว่าการเปลี่ยนยีน "กับ" หรือ "ปิด"

ในเซลล์ส่วนใหญ่โดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มาแปดฮิสโตนโปรตีนประกอบด้วยสองแต่ละ H2A, H2B, H3 และ H4 ในรูปแบบโครงสร้าง octet ประมาณ 146 คู่เบสฐานห่อรอบโครงสร้างออคเต็ตเกือบสองครั้งเพื่อสร้าง "นิวเคลียส" การวนรอบสั้น ๆ ของ DNA ที่เสถียรโดยโปรตีน H1 หรืออะนาล็อก H5 นั้นจะนำไปสู่นิวเคลียสถัดไปสร้างโครงสร้างที่มักจะมีลักษณะเป็น "ลูกปัดบนสายอักขระ" นิวคลีโอโซมและส่วนเชื่อมโยงดีเอ็นเอของพวกมันก่อตัวเป็นเกลียวอย่างแน่นหนาโดยมีนิวคลีโอโซม 6 อันต่อตาแหน่งเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่าเส้นใยโครมาติน เส้นใยบรรจุเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครโมโซม

โปรตีนฮิสโตน H2A, H2B, H3 และ H4 มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างต่ำประกอบด้วยกรดอะมิโน 120 ถึง 135 ต่อโมเลกุลโปรตีน Histones H1 / H5 นั้นมีความยาวมากกว่าและให้โครงสร้างของนิวเคลียสเหมือนกับแกนเหล็กที่เชื่อมกับดิสก์หลายชุด ในเซลล์มนุษย์หาก DNA ทั้งหมดไม่ถูกทำให้เป็นเกลียวและวางจนจบเส้นใยจะยาวประมาณ 70 นิ้ว (1.8 ม.) แต่มีความหนาเพียง 0.0000007 นิ้ว (180 นาโนเมตร) โดยการรวมตัวและทำให้โครงสร้างย่อยกลับมาใหม่โครโมโซม 23 คู่ทำงานในนิวเคลียสที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.0004 นิ้ว (10 ไมโครเมตร) Histones ทำให้การพับนี้เป็นไปได้โดยการควบคุมสภาพแวดล้อมของโมเลกุล

ฮีสโตนในตอนแรกคิดว่ามีเพียงประเภทที่กล่าวถึงข้างต้น อย่างไรก็ตามการวิจัยชี้ให้เห็นว่ามีความหลากหลายมากกว่าที่เคยยอมรับมาก่อน โมเลกุลพื้นฐานยังคงเหมือนเดิมแม้ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างเช่นยีสต์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ลักษณะนี้เรียกว่าการอนุรักษ์วิวัฒนาการ มันแสดงให้เห็นว่าแม้ความแตกต่างเล็กน้อยในโมเลกุลเหล่านี้ส่งผลให้เซลล์ที่ไม่สามารถเจริญเติบโตหรือจะทำซ้ำและก่อให้เกิดความเสียหายและบทลงโทษวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต