Innhold
Histoner er basale proteiner som finnes i kjernene (entall: kjernen) av celler. Disse proteinene er med på å organisere veldig lange DNA-tråder, den genetiske "blå" av enhver levende ting, i kondenserte strukturer som kan passe inn i relativt små rom i kjernen. Tenk på dem som spoler, som gjør at mye mer tråd kan passe inni en liten skuff enn hva som ville være tilfelle hvis lange lengder av tråden bare ble vattet opp og kastet i skuffen.
Histoner tjener ikke bare som stillaser for DNA-tråder. De deltar også i genregulering ved å påvirke når visse gener (det vil si lengder DNA assosiert med et enkelt proteinprodukt) "uttrykkes" eller aktiveres for å transkribere RNA og til slutt proteinproduktet et gitt gen har instruksjoner for å lage. Dette kontrolleres ved å endre den kjemiske strukturen til histonene litt via relaterte prosesser som kalles acetylering og deacetylering.
Histone Fundamentals
Histonproteiner er baser, noe som innebærer at de har en netto positiv ladning. Siden DNA er negativt ladet, assosierer histon og DNA lett med hverandre, slik at den nevnte "spooling" kan oppstå. Et enkelt eksempel på mange DNA-lengder som er pakket rundt et kompleks av åtte histoner, danner det som kalles a nucleosome. Ved mikroskopisk undersøkelse ligner suksessive nukleosomer på en kromatid (dvs. en kromosomstreng) perler på en streng.
Acetylering av histoner
Histonacetylering er tilsetningen av en acetylgruppe, et tre-karbonmolekyl, til en lysin "rest" i den ene enden av et histonmolekyl. Lysin er en aminosyre, og de 20 aminosyrene er byggesteinene til proteiner. Dette katalyseres av enzymet histonacetyltransferase (HAT).
Denne prosessen fungerer som en kjemisk "switch" som gjør at noen av de nærliggende genene på kromatiden er mer sannsynlig å bli transkribert til RNA, mens andre gjør mindre sannsynlig å bli transkribert. Dette betyr at DNA-acetylering via histoner endrer genfunksjonen uten å faktisk endre noen DNA-baseparringer, en effekt referert til som epigenetisk ("epi" betyr "på"). Dette skjer fordi endringer i formen på DNA utsetter flere "dokkingssteder" for regulatoriske proteiner som i virkeligheten gir ordre til genene.
Deacetylering av histoner
Histone deacetylase (HDAC) gjør det motsatte av HAT; det vil si at den fjerner en acetylgruppe fra en lysin-del av histon. Selv om disse molekylene i teorien "konkurrerer" med hverandre, er det identifisert noen store komplekser som inneholder både HAT- og HDAC-porsjoner, noe som antyder at en god del finjustering skjer på DNA-nivået og tilsetning og subtraksjon av acetylgrupper.
HAT og HDAC spiller begge viktige roller i utviklingsprosesser i menneskekroppen, og svikt i disse enzymene i å være riktig regulert har vært assosiert med progresjonen av en rekke sykdommer, kreft blant dem.