Περιεχόμενο
Οι ιστοόνες είναι βασικές πρωτεΐνες που βρίσκονται στους πυρήνες (ενιαίος: πυρήνας) των κυττάρων. Αυτές οι πρωτεΐνες βοηθούν να οργανωθούν πολύ μακριές αλυσίδες DNA, το γενετικό "μπλε" κάθε ζωντανό πράγμα, σε συμπυκνωμένες δομές που χωρούν σε σχετικά μικρούς χώρους μέσα στον πυρήνα. Σκεφτείτε τους ως καρούλια, τα οποία επιτρέπουν πολύ περισσότερα νήματα για να ταιριάζουν μέσα σε ένα μικρό συρτάρι από ό, τι θα συνέβαινε αν τα μεγάλα μήκη νήματος απλά βυθίστηκαν επάνω και πέταξαν μέσα στο συρτάρι.
Οι ιστοόνες δεν εξυπηρετούν απλώς σαν ικριώματα για τις ίνες DNA. Συμμετέχουν επίσης στη ρύθμιση γονιδίων επηρεάζοντας όταν ορισμένα γονίδια (δηλαδή μήκη DNA που σχετίζονται με ένα προϊόν πρωτεΐνης) "εκφράζονται" ή ενεργοποιούνται για να μεταγράψουν το RNA και τελικά το πρωτεϊνικό προϊόν ένα δεδομένο γονίδιο φέρει οδηγίες για τη λήψη. Αυτό ελέγχεται με ελαφρά αλλοίωση της χημικής δομής των ιστονών μέσω σχετικών διαδικασιών που ονομάζονται ακετυλίωση και αποακετυλιώσεως.
Histone Fundamentals
Οι πρωτεΐνες ιστόνης είναι βάσεις, πράγμα που σημαίνει ότι φέρουν καθαρό θετικό φορτίο. Δεδομένου ότι το ϋΝΑ είναι αρνητικά φορτισμένο, η ιστόνη και το DNA συνδέονται εύκολα μεταξύ τους επιτρέποντας την εμφάνιση του προαναφερθέντος "τυλίγματος". Μια ενιαία περίπτωση πολλών μηκών DNA που τυλίγεται γύρω από ένα σύμπλεγμα οκτώ οστών μορφών που ονομάζεται α νουκλεοσώματος. Μετά από μικροσκοπική εξέταση, τα διαδοχικά νουκλεοσώματα επί χρωματίζης (δηλ., Κλώνου χρωμοσωμάτων) μοιάζουν με σφαιρίδια σε μια σειρά.
Ακετυλίωση των Histones
Η ακετυλίωση της ιστόνης είναι η προσθήκη μιας ακετυλομάδας, ενός μορίου τριών ατόμων άνθρακα, σε ένα "κατάλοιπο" λυσίνης στο ένα άκρο ενός μορίου ιστόνης. Η λυσίνη είναι ένα αμινοξύ, και τα 20 περίπου αμινοξέα είναι τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών. Αυτό καταλύεται από το ένζυμο ακετυλοτρανσφεράση ιστόνης (HAT).
Αυτή η διαδικασία χρησιμεύει ως ένας χημικός «διακόπτης» που κάνει τα μερικά από τα γειτονικά γονίδια του χρωματοδίου πιο πιθανό να μεταγραφούν στο RNA καθιστώντας τους άλλους λιγότερο πιθανό να μεταγραφούν. Αυτό σημαίνει ότι η ακετυλίωση του DNA μέσω των ιστονών μεταβάλλει τη γονιδιακή λειτουργία χωρίς να αλλάζει ουσιαστικά κανένα ζεύγος βάσεων DNA, ένα αποτέλεσμα που αναφέρεται ως επιγενετικό ("epi" σημαίνει "επάνω"). Αυτό συμβαίνει επειδή οι αλλαγές στο σχήμα του DNA εκθέτουν περισσότερες "θέσεις σύνδεσης" για τις ρυθμιστικές πρωτεΐνες που στην πραγματικότητα δίνουν εντολές στα γονίδια.
Αποακετυλίωση των Histones
Η δεακετυλάση ιστόνης (HDAC) κάνει το αντίθετο του ΗΑΤ. δηλαδή, αφαιρεί μία ομάδα ακετυλίου από ένα τμήμα λυσίνης ιστόνης. Αν και αυτά τα μόρια θεωρητικά "ανταγωνίζονται" μεταξύ τους, έχουν εντοπιστεί μερικά μεγάλα σύμπλοκα που περιέχουν τόσο τμήματα HAT όσο και HDAC, γεγονός που υποδηλώνει ότι πραγματοποιείται μεγάλη ρύθμιση στο επίπεδο του DNA και η προσθήκη και αφαίρεση ακετυλομάδων.
Το HAT και το HDAC διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στις αναπτυξιακές διεργασίες στο ανθρώπινο σώμα και οι αποτυχίες αυτών των ενζύμων για σωστή ρύθμιση σχετίζονται με την εξέλιξη ορισμένων ασθενειών, μεταξύ των οποίων και του καρκίνου.