Histonas
Histonai yra eukariotinių ląstelių branduoliuose esantys baltymai, kurie supakuoja DNR į struktūrinius vienetus, vadinamus nukleosomomis. Jie yra pagrindiniai chromatino, aktyviosios chromosomų dalies, baltyminiai komponentai.
Histonai veikia kaip ritės, aplink kurias sukasi DNR, ir atlieka svarbų vaidmenį genų reguliavime. Jei nebūtų histonų, chromosomose esanti išvyniota DNR būtų labai ilga. Pavyzdžiui, kiekviena žmogaus ląstelė turi apie 1,8 metro DNR, tačiau ant histonų suvyniotas chromatinas yra apie 90 milimetrų ilgio, kuris, dubliuodamasis ir kondensuodamasis mitozės metu, sudaro apie 120 mikrometrų ilgio chromosomas.
Histonų surinkimas į nukleosomą
Funkcijos
DNR gijų sutankinimas
Histonai veikia kaip ritės, aplink kurias sukasi DNR. Dėl to dideli eukariotų genomai telpa į ląstelių branduolius. Suspausta molekulė yra 40 000 kartų trumpesnė už nesuspaustą molekulę.
Chromatino reguliavimas
Histonai keičiasi, todėl keičiasi jų sąveika su DNR ir branduolio baltymais. Ilgalaikiai histonų ir DNR sąveikos pokyčiai sukelia epigenetinį poveikį. Manoma, kad modifikacijų deriniai sudaro kodą, vadinamąjį histonų kodą. Histonų modifikacijos veikia įvairius biologinius procesus, pavyzdžiui, genų reguliavimą, DNR remontą ir chromosomų kondensaciją (mitozę).
Pavyzdžiai
Histonų modifikacijų, susijusių su transkripcijos reguliavimu, pavyzdžiai:
| Pakeitimo tipas | Histonas | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| monometilinimas | aktyvavimas | aktyvavimas | aktyvavimas | aktyvavimas | aktyvavimas | aktyvavimas | |
| di-metilinimas | represijos | represijos | aktyvavimas | ||||
| trimetilinimas | aktyvavimas | represijos | represijos | aktyvavimas, | represijos | ||
| acetilinimas | aktyvavimas | aktyvavimas | |||||
DNR išorėje apvytęs apvalus histonas viduje. Žvilgsnis iš viršaus per spiralės ašį
Istorija
Histonus 1884 m. atrado Albrechtas Košelis. Žodis "histonas" atsirado XIX a. pabaigoje ir yra kilęs iš neaiškios kilmės vokiško žodžio "Histon": galbūt iš graikų kalbos histanai arba iš histos. Iki XX a. dešimtojo dešimtmečio pradžios histonai buvo laikomi tik branduolinės DNR pakavimo medžiaga. XX a. dešimtojo dešimtmečio pradžioje buvo atrastos histonų reguliacinės funkcijos.
Histonas H5 atrastas dar 1970-aisiais.
Visų rūšių išsaugojimas
Histonų yra eukariotinių ląstelių branduoliuose ir kai kuriose archėjose, būtent Euryarchaea, bet ne bakterijose. Histonų baltymai yra vieni iš labiausiai konservatyvių eukariotų baltymų, o tai rodo, kad jie yra gyvybiškai svarbūs branduolio biologijai. Priešingai, subrendusios spermatozoidų ląstelės savo genominei DNR supakuoti daugiausia naudoja protaminus, greičiausiai siekdamos dar didesnio supakavimo santykio.
Pagrindiniai histonai yra labai konservatyvūs baltymai, t. y. skirtingų rūšių histonų baltymų aminorūgščių sekos skiriasi labai nedaug. Linkerinis histonas paprastai turi daugiau nei vieną formą vienos rūšies organizme ir taip pat yra mažiau konservatyvus nei šerdiniai histonai.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra histonai?
A: Histonai yra baltymai, esantys eukariotinių ląstelių branduoliuose, kurie supakuoja DNR į struktūrinius vienetus, vadinamus nukleosomomis.
K.: Kokią funkciją atlieka histonai?
A: Histonai atlieka ritės, aplink kurią sukasi DNR, funkciją, supakuoja DNR į nukleosomas ir atlieka genų reguliavimo vaidmenį.
K: Kas nutiktų be histonų?
A.: Jei nebūtų histonų, chromosomose esanti išvyniota DNR būtų labai ilga.
K: Kiek DNR yra kiekvienoje žmogaus ląstelėje?
A: Kiekviena žmogaus ląstelė turi apie 1,8 metro DNR.
K: Kiek chromatino turi kiekviena žmogaus ląstelė?
A: Kiekviena žmogaus ląstelė turi apie 90 milimetrų chromatino.
K: Kas vyksta mitozės metu?
A: Mitozės metu chromatinas dubliuojasi ir kondensuojasi, todėl susidaro apie 120 mikrometrų ilgio chromosomos.
K: Koks histonų vaidmuo chromosomose?
A: Histonai yra pagrindiniai chromatino, aktyviosios chromosomų dalies, baltyminiai komponentai.
