Innehåll
Histoner är basiska proteiner som finns i cellernas kärnor (singularis: nucleus). Dessa proteiner hjälper till att organisera mycket långa DNA-strängar, den genetiska "blå" av alla levande saker, i kondenserade strukturer som kan passa in i relativt små utrymmen i kärnan. Tänk på dem som spolar, som gör att mycket mer tråd kan passa in i en liten låda än vad som skulle vara fallet om långa trådlängder helt enkelt vattnas upp och kastades inuti lådan.
Histoner tjänar inte bara som ställning för DNA-strängar. De deltar också i genreglering genom att påverka när vissa gener (det vill säga längder av DNA som är associerade med en enda proteinprodukt) "uttrycks" eller aktiveras för att transkribera RNA och i slutändan den proteinprodukt som en given gen har instruktioner för att göra. Detta kontrolleras genom att något ändra histonens kemiska struktur via relaterade processer som kallas acetylering och deacetylering.
Histone Fundamentals
Histonproteiner är baser, vilket innebär att de har en nettopositiv laddning. Eftersom DNA är negativt laddat, associerar histon och DNA enkelt med varandra, vilket tillåter att nämnda "spooling" inträffar. En enda instans av många DNA-längder som lindas runt ett komplex av åtta histoner bildar det som kallas a nukleosomen. Vid mikroskopisk undersökning liknar successiva nukleosomer på en kromatid (dvs en kromosomsträng) pärlor på en sträng.
Acetylering av histoner
Histonacetylering är tillsatsen av en acetylgrupp, en tre-kolmolekyl, till en lysin "rest" i ena änden av en histonmolekyl. Lysin är en aminosyra, och de 20 aminosyrorna är byggstenarna i proteiner. Detta katalyseras av enzymet histonacetyltransferas (HAT).
Denna process fungerar som en kemisk "switch" som gör några av de närliggande generna på kromatiden mer benägna att transkriberas till RNA samtidigt som andra gör mindre troliga att transkriberas. Detta innebär att DNA-acetylering via histoner förändrar genfunktionen utan att faktiskt ändra några DNA-basparningar, en effekt som kallas epigenetiska ("epi" betyder "på"). Detta inträffar eftersom förändringar i DNA: s form exponerar fler "dockningsplatser" för reglerande proteiner som i själva verket ger order till generna.
Deacetylering av histoner
Histondeacetylas (HDAC) gör motsatsen till HAT; det vill säga den avlägsnar en acetylgrupp från en lysindel av histon. Även om dessa molekyler i teorin "konkurrerar" med varandra, har vissa stora komplex identifierats som innehåller både HAT- och HDAC-delar, vilket antyder att en hel del finjustering sker på DNA-nivån och tillsats och subtraktion av acetylgrupper.
HAT och HDAC spelar båda viktiga roller i utvecklingsprocesser i människokroppen, och misslyckanden med att reglera korrekt enzymer har förknippats med utvecklingen av ett antal sjukdomar, cancer bland dem.