Histons
Histoni ir olbaltumvielas, kas atrodamas eikariožu šūnu kodolos un kas iepako DNS strukturālās vienībās, ko sauc par nukleosomām. Tie ir hromatīna - hromosomu aktīvās sastāvdaļas - galvenās olbaltumvielas.
Histoni darbojas kā spoles, ap kurām vijas DNS, un tiem ir svarīga loma gēnu regulēšanā. Ja nebūtu histonu, hromosomās atritinātā DNS būtu ļoti gara. Piemēram, katrā cilvēka šūnā ir aptuveni 1,8 metri DNS, bet uz histoniem uzvilktais hromatīns ir aptuveni 90 milimetru garš, kas, mitozes laikā dublējoties un kondensējoties, veido aptuveni 120 mikrometru hromosomu.
Histonu montāža nukleosomā
Funkcijas
DNS pavedienu sablīvēšana
Histoni darbojas kā spoles, ap kurām vijas DNS. Tādējādi lielie eikariotu genomi tiek ievietota šūnas kodolā. Sakomplektētā molekula ir 40 000 reižu īsāka par nesakomplektēto molekulu.
Hromatīna regulēšana
Histonos notiek izmaiņas, kas maina to mijiedarbību ar DNS un kodola olbaltumvielām. Ilgtermiņa histonu un DNS mijiedarbības izmaiņas izraisa epiģenētisku ietekmi. Tiek uzskatīts, ka modifikāciju kombinācijas veido kodu, tā saukto histona kodu. Histonu modifikācijas darbojas dažādos bioloģiskos procesos, piemēram, gēnu regulācijā, DNS labošanā un hromosomu kondensācijā (mitozē).
Piemēri
Histonu modifikāciju piemēri transkripcijas regulēšanā ir šādi:
| Izmaiņas veids | Histons | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| monometilēšana | aktivizēšana | aktivizēšana | aktivizēšana | aktivizēšana | aktivizēšana | aktivizēšana | |
| di-metilēšana | represijas | represijas | aktivizēšana | ||||
| trimetilēšana | aktivizēšana | represijas | represijas | aktivizēšana, | represijas | ||
| acetilēšana | aktivizēšana | aktivizēšana | |||||
DNS no ārpuses apvij apaļu histonu no iekšpuses. Skats no augšas caur spirāles asi
Vēsture
Histonus 1884. gadā atklāja Albrehts Košels. Vārds "histons" radies 19. gadsimta beigās, un tā izcelsme ir neskaidra: varbūt no grieķu histanai vai no histos. Līdz 20. gadsimta 90. gadu sākumam histonus uzskatīja tikai par kodola DNS iepakojuma materiālu. Deviņdesmito gadu sākumā tika atklātas histonu regulatīvās funkcijas.
H5 histona atklāšana, šķiet, datējama ar pagājušā gadsimta 70. gadiem.
Sugu saglabāšana
Histoni ir sastopami eikariotisko šūnu kodolos un dažās arheju, proti, Euryarchaea, bet ne baktērijās. Histonu proteīni ir vieni no viskonservatīvākajiem eikariontu proteīniem, kas liecina, ka tie ir ļoti svarīgi kodola bioloģijai. Turpretī nobriedušās spermatozoīdu šūnas genoma DNS iesaiņošanai lielā mērā izmanto protamīnus, visticamāk, lai panāktu vēl augstāku iesaiņošanas koeficientu.
Pamata histoni ir ļoti konservēti proteīni, proti, dažādu sugu histonu proteīnu aminoskābju sekvences atšķiras ļoti maz. Linkeru histoniem parasti ir vairāk nekā viena forma vienas sugas ietvaros, un arī tie ir mazāk konservēti nekā kodola histoni.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir histoni?
A: Histoni ir olbaltumvielas, kas atrodamas eikariotu šūnu kodolos un kas iepako DNS strukturālās vienībās, ko sauc par nukleosomām.
J: Kāda ir histonu funkcija?
A: Histonu funkcija ir darboties kā spoles, ap kurām vijas DNS, iepako DNS nukleosomās un piedalās gēnu regulēšanā.
J: Kas notiktu bez histoniem?
A. Bez histoniem atritinātā DNS hromosomās būtu ļoti gara.
Jautājums: Cik daudz DNS ir katrā cilvēka šūnā?
A: Katrā cilvēka šūnā ir aptuveni 1,8 metri DNS.
J: Cik daudz hromatīna ir katrā cilvēka šūnā?
A: Katrā cilvēka šūnā ir aptuveni 90 milimetru hromatīna.
J: Kas notiek mitozes laikā?
A: Mitozes laikā hromatīns tiek dublēts un kondensēts, un rezultātā veidojas aptuveni 120 mikrometru hromosomu.
J: Kāda ir histonu loma hromosomās?
A: Histoni ir hromatīna, hromosomu aktīvās sastāvdaļas, galvenās olbaltumvielas.
