Conţinut
Histonele sunt proteine de bază care se găsesc în nucleele (singularul: nucleul) celulelor. Aceste proteine ajută la organizarea catenelor foarte lungi de ADN, „albastru” genetic al fiecărui lucru viu, în structuri condensate care se pot încadra în spații relativ mici din nucleu. Gândiți-vă la ele ca la bobine, care permit mult mai mult fir să se încadreze într-un sertar mic decât ar fi cazul în cazul în care lungimi lungi de fir au fost pur și simplu împletite și aruncate în sertar.
Histonele nu servesc doar ca schele pentru catenele de ADN. De asemenea, aceștia iau parte la reglarea genelor, afectând atunci când anumite gene (adică lungimi de ADN asociate cu un singur produs proteic) sunt „exprimate” sau activate pentru a transcrie ARN și, în final, produsul proteic de o genă dată poartă instrucțiuni de fabricare. Acest lucru este controlat prin modificarea ușoară a structurii chimice a histonelor prin procese asociate numite acetilarea și deacetilare.
Fundamentele histone
Proteinele histonice sunt baze, ceea ce implică faptul că au o sarcină pozitivă netă. Deoarece ADN-ul este încărcat negativ, histona și ADN-ul se asociază ușor între ele, permițând să apară „spooling-ul” menționat anterior. O singură instanță de mai multe lungimi de ADN care este înfășurată în jurul unui complex de opt histone formează ceea ce se numește a nucleozomului. La examen microscopic, nucleozomii succesivi de pe o cromatidă (adică o catena de cromozomi) seamănă cu mărgele pe o sfoară.
Acetilarea istonelor
Acetilarea histonică este adăugarea unei grupe acetil, o moleculă cu trei carbon, la un „reziduu” de lizină la un capăt al unei molecule de histonă. Lizina este un aminoacid, iar cei aproximativ 20 de aminoacizi sunt blocurile de proteine. Aceasta este catalizată de enzima histon acetiltransferază (HAT).
Acest proces servește ca un „comutator” chimic care face ca unele dintre genele din apropierea cromatidei să fie mai susceptibile de a fi transcrise în ARN, făcând altele mai puțin susceptibile de a fi transcrise. Aceasta înseamnă că acetilarea ADN-ului prin histone modifică funcția genelor fără a schimba efectiv perechele de baze ADN, efect la care se face referire epigenetice („epi” înseamnă „peste”). Acest lucru se întâmplă deoarece modificările la forma ADN-ului expun mai multe „site-uri de andocare” pentru proteinele regulatoare care, de fapt, dau ordine genelor.
Deacetilarea istonilor
Histona deacetilază (HDAC) face opusul HAT; adică elimină o grupare acetil dintr-o porție de lizină de histonă. Deși aceste molecule, în teorie, „concurează” între ele, au fost identificate unele complexe mari care conțin atât porți HAT cât și HDAC, ceea ce sugerează că o mare ajustare are loc la nivelul ADN-ului și adunarea și scăderea grupărilor acetil.
HAT și HDAC au ambele roluri importante în procesele de dezvoltare în corpul uman, iar eșecurile acestor enzime care trebuie reglate în mod corespunzător au fost asociate cu evoluția unui număr de boli, printre care cancerul.