Histone
A hisztonok az eukarióta sejtmagokban található fehérjék, amelyek a DNS-t nukleoszómáknak nevezett szerkezeti egységekbe csomagolják. Ezek a kromatin, a kromoszómák aktív alkotóelemének fő fehérjekomponensei.
A hisztonok olyan orsóként működnek, amelyek körül a DNS tekeredik, és szerepet játszanak a génszabályozásban. A hisztonok nélkül a kromoszómákban lévő, feltekeredett DNS nagyon hosszú lenne. Például minden emberi sejtnek körülbelül 1,8 méternyi DNS-e van, de a hisztonokra tekeredve körülbelül 90 milliméternyi kromatinja van, amely a mitózis során történő megkettőződés és sűrűsödés során körülbelül 120 mikrométernyi kromoszómát eredményez.
A hisztonok nukleoszómába való beépülése
Funkciók
DNS szálak tömörítése
A hisztonok olyan orsóként működnek, amelyek körül a DNS tekeredik. Ez pakolja össze az eukarióták nagy genomjait, hogy elférjenek a sejtmagban. A tömörített molekula 40 000-szer rövidebb, mint a csomagolatlan molekula.
Kromatin szabályozás
A hisztonok olyan változásokon mennek keresztül, amelyek megváltoztatják a DNS-sel és a nukleáris fehérjékkel való kölcsönhatásukat. A hisztonok és a DNS kölcsönhatásában bekövetkező hosszú távú változások epigenetikai hatásokat okoznak. A módosítások kombinációiról úgy gondolják, hogy egy kódot, az úgynevezett hisztonkódot alkotják. A hisztonmódosulások különféle biológiai folyamatokban játszanak szerepet, például a génszabályozásban, a DNS-javításban és a kromoszómák kondenzációjában (mitózis).
Példák
Példák a hiszton módosításokra a transzkripció szabályozásában:
| A módosítás típusa | Hiszton | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| mono-metilezés | aktiválás | aktiválás | aktiválás | aktiválás | aktiválás | aktiválás | |
| di-metiláció | elnyomás | elnyomás | aktiválás | ||||
| tri-metiláció | aktiválás | elnyomás | elnyomás | aktiválás, | elnyomás | ||
| acetilálás | aktiválás | aktiválás | |||||
Kívülről DNS, belülről kerek hisztonok tekerednek. Nézet felülről a spirális tengelyen keresztül
Történelem
A hisztonokat 1884-ben Albrecht Kossel fedezte fel. A "hiszton" szó a 19. század végéről származik, a német "Histon" szóból, amelynek eredete bizonytalan: talán a görög histanai vagy a histos szóból. Az 1990-es évek elejéig a hisztonokat csupán a nukleáris DNS csomagolóanyagaként tartották számon. Az 1990-es évek elején fedezték fel a hisztonok szabályozó funkcióit.
A H5 hiszton felfedezése az 1970-es évekre tehető.
Fajok közötti megőrzés
A hisztonok az eukarióta sejtek sejtmagjában és bizonyos archaea, nevezetesen az Euryarchaea sejtekben találhatók, de a baktériumokban nem. A hisztonfehérjék az eukarióták legkonzerváltabb fehérjéi közé tartoznak, ami arra utal, hogy létfontosságúak a sejtmag biológiájában. Ezzel szemben az érett spermiumok nagyrészt protaminokat használnak a genomi DNS csomagolásához, valószínűleg azért, hogy még nagyobb csomagolási arányt érjenek el.
A maghisztonok erősen konzervált fehérjék, azaz a különböző fajok hisztonfehérjéinek aminosav-szekvenciái között nagyon kevés különbség van. A linker hisztonnak általában egy fajon belül több formája is van, és szintén kevésbé konzervált, mint a maghisztonok.
Kérdések és válaszok
K: Mik azok a hisztonok?
V: A hisztonok az eukarióta sejtmagokban található fehérjék, amelyek a DNS-t nukleoszómáknak nevezett szerkezeti egységekbe csomagolják.
K: Mi a hisztonok funkciója?
V: A hisztonok funkciója, hogy orsóként működnek, amelyek körül a DNS tekeredik, a DNS-t nukleoszómákba csomagolják, és szerepet játszanak a génszabályozásban.
K: Mi történne hisztonok nélkül?
V: A hisztonok nélkül a kromoszómákban a feltekeredett DNS nagyon hosszú lenne.
K: Mennyi DNS van minden egyes emberi sejtben?
V: Minden emberi sejtben körülbelül 1,8 méternyi DNS található.
K: Mennyi kromatin van minden egyes emberi sejtben?
V: Minden emberi sejtnek körülbelül 90 milliméter kromatinja van.
K: Mi történik a mitózis során?
V: A mitózis során a kromatin megkettőződik és kondenzálódik, így körülbelül 120 mikrométernyi kromoszóma keletkezik.
K: Mi a szerepe a hisztonoknak a kromoszómákban?
V: A hisztonok a kromatin, a kromoszómák aktív összetevőjének fő fehérje komponensei.
