Sisältö
Histonit ovat emäksisiä proteiineja, joita löytyy solujen ytimistä (singulaarinen: ydin). Nämä proteiinit auttavat järjestämään erittäin pitkät DNA-juosteet, jokaisen elävän olennon geneettisen "sinisen", tiivistyneisiin rakenteisiin, jotka mahtuvat suhteellisen pieniin tiloihin ytimessä. Ajattele niitä kelaina, joiden ansiosta pienemmän laatikon sisään mahtuu paljon enemmän lankaa kuin mitä olisi, jos pitkät langanpituudet vain valettaisiin ja heitettäisiin laatikon sisälle.
Histonit eivät ole pelkästään telineitä DNA-juosteille. Ne osallistuvat myös geenisäätelyyn vaikuttamalla siihen, milloin tietyt geenit (ts. Yksittäiseen proteiinituotteeseen liittyvän DNA: n pituudet) "ekspressoidaan" tai aktivoidaan RNA: n transkriptioon ja lopulta tietyn geenin proteiinituotteella on valmistusohjeet. Tätä hallitaan muuttamalla hiukan histonien kemiallista rakennetta liittyvien prosessien kautta, joita kutsutaan asetylointi ja deasetylointi.
Histonin perusteet
Histoniproteiinit ovat emäksiä, mikä tarkoittaa, että niillä on positiivinen nettovaraus. Koska DNA on varautunut negatiivisesti, histoni ja DNA assosioituvat helposti toisiinsa, mikä sallii edellä mainitun "kelaamisen" tapahtua. Yksi esimerkki monipitkästä DNA: ta, joka on kääritty kahdeksan histonikompleksin ympärille, muodostaa ns nukleosomin. Mikroskooppisen tutkimuksen jälkeen kromatidin (ts. Kromosomin juosteen) peräkkäiset nukleosomit muistuttavat narun helmiä.
Histonien asetylointi
Histoniasetylointi on asetyyliryhmän, kolmen hiilen molekyylin lisääminen lysiini "jäännökseen" histonimolekyylin toisessa päässä. Lysiini on aminohappo, ja noin 20 aminohappoa ovat proteiinien rakennuspalikoita. Tätä katalysoi entsyymi histoniasetyylitransferaasi (HAT).
Tämä prosessi toimii kemiallisena "kytkimenä", joka saa jotkut kromatidien lähellä olevista geeneistä todennäköisemmin transkriptoitumaan RNA: ksi, samalla kun muut tekevät vähemmän todennäköisesti transkriptoituneiksi. Tämä tarkoittaa, että DNA: n asetylointi histonien kautta muuttaa geenitoimintaa tosiasiallisesti muuttamatta mitään DNA-emäsparia, johon viitataan epigeneettisellä ("epi" tarkoittaa "päällä"). Tämä tapahtuu, koska muutokset DNA: n muodossa paljastavat enemmän "telakointikohtia" säätelyproteiineille, jotka tosiasiallisesti antavat käskyn geeneille.
Histonien deasetylointi
Histonideasetylaasi (HDAC) tekee päinvastaista kuin HAT; toisin sanoen se poistaa asetyyliryhmän histonin lysiiniosasta. Vaikka nämä molekyylit teoriassa "kilpailevat" keskenään, on tunnistettu joitain suuria komplekseja, jotka sisältävät sekä HAT- että HDAC-osia, mikä viittaa siihen, että tapahtuu paljon hienosäätöä DNA: n tasolla ja asetyyliryhmien lisäämisessä ja vähentämisessä.
HAT: lla ja HDAC: lla on molemmat tärkeät roolit ihmiskehon kehitysprosesseissa, ja näiden entsyymien epäonnistumiset asianmukaisessa säätelyssä on liitetty useiden sairauksien etenemiseen, mukaan lukien syöpä.