Histone
Histonele sunt proteine care se găsesc în nucleele celulelor eucariote, care împachetează ADN-ul în unități structurale numite nucleozomi. Ele sunt principalele componente proteice ale cromatinei, componenta activă a cromozomilor.
Histonele acționează ca niște bobine în jurul cărora se înfășoară ADN-ul și joacă un rol în reglarea genelor. Fără histone, ADN-ul derulat din cromozomi ar fi foarte lung. De exemplu, fiecare celulă umană are aproximativ 1,8 metri de ADN, dar înfășurat pe histone are aproximativ 90 de milimetri de cromatină, care, atunci când se dublează și se condensează în timpul mitozei, rezultă aproximativ 120 de micrometri de cromozomi.
Asamblarea histonelor într-un nucleosom
Funcții
Compactarea firelor de ADN
Histonele acționează ca niște bobine în jurul cărora se înfășoară ADN-ul. Acest lucru împachetează genomurile mari ale eucariotelor pentru a încăpea în interiorul nucleelor celulare. Molecula compactată este de 40.000 de ori mai scurtă decât o moleculă neambalată.
Reglarea cromatinei
Histonele suferă modificări care le schimbă interacțiunea cu ADN-ul și cu proteinele nucleare. Modificările pe termen lung ale interacțiunii histone/ADN determină efecte epigenetice. Se consideră că combinațiile de modificări constituie un cod, așa-numitul cod histonic. Modificările histonice acționează în diverse procese biologice, cum ar fi reglarea genelor, repararea ADN-ului și condensarea cromozomilor (mitoza).
Exemple
Exemple de modificări histonice în reglarea transcripției includ:
| Tipul de modificare | Histone | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| monometilare | activare | activare | activare | activare | activare | activare | |
| di-metilare | reprimare | reprimare | activare | ||||
| tri-metilare | activare | reprimare | reprimare | activare, | reprimare | ||
| acetilarea | activare | activare | |||||
ADN la exterior, înfășurând histone rotunde la interior. Vedere de sus prin axa elicoidală
Istoric
Histonele au fost descoperite în 1884 de Albrecht Kossel. Cuvântul "histonă" datează de la sfârșitul secolului al XIX-lea și provine din germanul "Histon", de origine incertă: poate din grecescul histanai sau din histos. Până la începutul anilor 1990, histonele au fost respinse ca fiind un simplu material de împachetare pentru ADN-ul nuclear. La începutul anilor 1990, au fost descoperite funcțiile de reglare ale histonelor.
Descoperirea histonei H5 pare să dateze din anii 1970.
Conservarea între specii
Histonele se găsesc în nucleele celulelor eucariote și în anumite Archaea, și anume Euryarchaea, dar nu și în bacterii. Proteinele histone se numără printre cele mai bine conservate proteine la eucariote, ceea ce sugerează că acestea sunt vitale pentru biologia nucleului. În schimb, spermatozoizii maturi folosesc în mare măsură protaminele pentru a-și împacheta ADN-ul genomic, cel mai probabil pentru a obține un raport de împachetare și mai mare.
Histonele de bază sunt proteine foarte conservate, adică există foarte puține diferențe între secvențele de aminoacizi ale proteinelor histone din diferite specii. Histona de legătură are, de obicei, mai multe forme în cadrul unei specii și este, de asemenea, mai puțin conservată decât histonele de bază.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce sunt histonele?
R: Histonele sunt proteine care se găsesc în nucleele celulelor eucariote și care împachetează ADN-ul în unități structurale numite nucleozomi.
Î: Care este funcția histonelor?
R: Funcția histonelor este de a acționa ca niște bobine în jurul cărora se înfășoară ADN-ul, de a împacheta ADN-ul în nucleozomi și de a juca un rol în reglarea genelor.
Î: Ce s-ar întâmpla fără histone?
R: Fără histone, ADN-ul derulat din cromozomi ar fi foarte lung.
Î: Cât de mult ADN se află în fiecare celulă umană?
R: Fiecare celulă umană are aproximativ 1,8 metri de ADN.
Î: Cât de multă cromatină are fiecare celulă umană?
R: Fiecare celulă umană are aproximativ 90 de milimetri de cromatină.
Î: Ce se întâmplă în timpul mitozei?
R: În timpul mitozei, cromatina se dublează și se condensează, rezultând aproximativ 120 de micrometri de cromozomi.
Î: Care este rolul histonelor în cromozomi?
R: Histonele sunt principalele componente proteice ale cromatinei, componenta activă a cromozomilor.
