Histon
Histoni so beljakovine v jedrih evkariontskih celic, ki zapirajo DNK v strukturne enote, imenovane nukleosomi. So glavne beljakovinske sestavine kromatina, aktivne komponente kromosomov.
Histoni delujejo kot tuljave, okoli katerih se vije DNK, in imajo pomembno vlogo pri uravnavanju genov. Brez histonov bi bila odvita DNK v kromosomih zelo dolga. Vsaka človeška celica ima na primer približno 1,8 metra DNK, vendar ima na histonih navitih približno 90 milimetrov kromatina, ki ob podvajanju in kondenzaciji med mitozo tvori približno 120 mikrometrov kromosomov.
Sestavljanje histonov v nukleosom
Funkcije
Zgoščevanje verig DNK
Histoni delujejo kot tuljave, okoli katerih se vije DNK. To omogoča, da se veliki genomi evkariontov prilegajo celičnim jedrom. Zgoščena molekula je 40.000-krat krajša od nezgoščene molekule.
Regulacija kromatina
Histoni se spremenijo, kar spremeni njihovo interakcijo z DNK in jedrnimi beljakovinami. Dolgotrajne spremembe v interakciji med histoni in DNK povzročijo epigenetske učinke. Kombinacije sprememb naj bi predstavljale kodo, tako imenovano histonsko kodo. Modifikacije histonov delujejo v različnih bioloških procesih, kot so uravnavanje genov, popravljanje DNK in kondenzacija kromosomov (mitoza).
Primeri
Primeri histonskih modifikacij pri regulaciji transkripcije so:
| Vrsta spremembe | Histon | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| monometilacija | aktivacija | aktivacija | aktivacija | aktivacija | aktivacija | aktivacija | |
| di-metilacija | represija | represija | aktivacija | ||||
| trimetilacija | aktivacija | represija | represija | aktivacija, | represija | ||
| acetilacija | aktivacija | aktivacija | |||||
DNK na zunanji strani, ki na notranji strani zavija okrogel histon. Pogled od zgoraj skozi os vijačnice
Zgodovina
Histone je leta 1884 odkril Albrecht Kossel. Beseda "histon" izvira iz poznega 19. stoletja in je nastala iz nemške besede "Histon" negotovega izvora: morda iz grškega histanai ali iz histos. Do začetka devetdesetih let prejšnjega stoletja so bili histoni obravnavani le kot pakirni material za jedrno DNK. V zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja so bile odkrite regulativne funkcije histonov.
Odkritje histona H5 sega v sedemdeseta leta prejšnjega stoletja.
Ohranjanje med vrstami
Histone najdemo v jedrih evkariontskih celic in nekaterih arhej, in sicer Euryarchaea, ne pa tudi v bakterijah. Histonske beljakovine so med najbolj ohranjenimi beljakovinami v evkariontih, kar kaže na to, da so ključnega pomena za biologijo jedra. Nasprotno pa zrele semenske celice za pakiranje svoje genomske DNK v veliki meri uporabljajo protamine, najverjetneje zato, da bi dosegli še višje razmerje pakiranja.
Osnovni histoni so zelo ohranjene beljakovine, kar pomeni, da se aminokislinska zaporedja histonskih beljakovin različnih vrst zelo malo razlikujejo. Povezovalni histoni imajo znotraj vrste običajno več kot eno obliko in so prav tako manj ohranjeni kot jedrni histoni.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj so histoni?
O: Histoni so beljakovine v jedrih evkariontskih celic, ki pakirajo DNK v strukturne enote, imenovane nukleosomi.
V: Kakšna je funkcija histonov?
O: Histoni delujejo kot tuljave, okoli katerih se vije DNK, pakirajo DNK v nukleosome in imajo vlogo pri uravnavanju genov.
V: Kaj bi se zgodilo brez histonov?
O: Brez histonov bi bila odvita DNK v kromosomih zelo dolga.
V: Koliko DNK je v vsaki človeški celici?
O: Vsaka človeška celica ima približno 1,8 metra DNK.
V: Koliko kromatina ima vsaka človeška celica?
O: Vsaka človeška celica ima približno 90 milimetrov kromatina.
V: Kaj se zgodi med mitozo?
O: Med mitozo se kromatin podvoji in zgosti, tako da nastane približno 120 mikrometrov kromosomov.
V: Kakšna je vloga histonov v kromosomih?
O: Histoni so glavne beljakovinske sestavine kromatina, aktivne sestavine kromosomov.
