Τι είναι οι ιστόνες;

Οι ιστόνες είναι δομές σε ευκαρυωτικά κύτταρα και μερικοί μικροοργανισμένοι μονοκύτταροι του φυλλικού euryarchaeota που χρησιμεύουν ως καρούλια γύρω από τα οποία το δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ (DNA) του κυττάρου περιτυλίγεται πολύ στενά.Χωρίς τη διατήρηση του χώρου που επιτρέπουν οι ιστόνες, τα κύτταρα δεν μπορούσαν να περιέχουν το δικό τους DNA.Οι ιστόνες διαδραματίζουν επίσης σημαντικούς ρόλους στην γονιδιακή έκφραση, επιτρέποντας ή παρεμποδίζοντας την πρόσβαση των ενεργών μορίων μεταγραφής στα γονίδια DNA.Ένα τρίτο καθήκον είναι να διατηρηθεί η δομική ακεραιότητα του DNA και του πολύ μεγαλύτερου χρωμοσώματος.

Οι ουσίες που περιλαμβάνουν ιστόνες είναι πρωτεΐνες που διαφέρουν ελάχιστα από είδη σε είδη.Οι πιο συνηθισμένες πρωτεΐνες ονομάζονται H1/H5, H2A, H2B, H3 και H4.Το DNA συνδέεται στενά με τις ιστόνες με την έλξη μεταξύ των πλευρικών ομάδων των πρωτεϊνών ιστόνης και του DNA.Αυτή η ελκυστική δύναμη τροποποιείται με την προσθήκη ομάδων ακετυλ ή μεθυλίου σε λίγα αμινοξέα λυσίνης ή αργινίνης κοντά στο τέλος των πρωτεϊνών Η3 και Η4.Η σύσφιξη ή η χαλάρωση του κλώνου ϋΝΑ έχει ως αποτέλεσμα τα γονίδια να είναι προσβάσιμα ή απρόσιτα, γνωστά ως ενεργοποιώντας ή απενεργοποιούν το γονίδιο.και H4, σχηματίζουν μια δομή οκτάδων.Περίπου 146 ζεύγη βάσεων του περιτυλίγματος DNA γύρω από τη δομή των οκτάδων σχεδόν δύο φορές για να σχηματίσουν ένα νουκλεοσώματος.Ένας σύντομος βρόχος DNA, σταθεροποιημένο από την πρωτεΐνη Η1 ή το ανάλογο της Η5, οδηγεί στο επόμενο νουκλεοσώμα, σχηματίζοντας μια δομή που συχνά χαρακτηρίζεται ως σφαιρίδια σε μια χορδή.Τα νουκλεοσώματα και τα συνδετικά τμήματα DNA τους σχηματίζουν στενές σπείρες, με έξι νουκλεοσώματα ανά στροφή, για να κάνουν ό, τι ονομάζονται ίνες χρωματίνης.Οι ίνες συσκευάζονται μαζί για να σχηματίσουν ένα χρωμόσωμα.

Οι πρωτεΐνες ιστόνης Η2Α, Η2Β, Η3 και Η4 είναι σχετικά χαμηλού μοριακού βάρους, που αποτελείται από 120 έως 135 αμινοξέα ανά μόριο πρωτεΐνης.Οι ιστόνες H1/H5 είναι πολύ μεγαλύτερες και δίνουν δομικό πλαίσιο στα νουκλεοσώματα, σαν μια χαλύβδινη ράβδο που συνδέει μια σειρά δίσκων.Στα ανθρώπινα κύτταρα, εάν όλο το DNA ήταν απεχθές και τοποθετημένο στο τέλος, το κλώνο θα ήταν περίπου 70 ίντσες μήκος (1,8 m), αλλά μόνο περίπου 0,0000007 ίντσες πάχους (180 νανομετρικά).Με τη συγκόλληση και την ανάκτηση των υποδομών, τα 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων λειτουργούν σε έναν πυρήνα που είναι ο ίδιος μικρότερος από 0,0004 ίντσες (10 μικρομετρικά) σε διάμετρο.Οι ιστόνες καθιστούν αυτό το πτυσσόμενο με έλεγχο του μοριακού περιβάλλοντος.

Οι ιστόνες θεωρήθηκαν αρχικά ότι έχουν μόνο τους τύπους που αναφέρθηκαν παραπάνω.Η έρευνα, ωστόσο, έχει επισημάνει πολύ περισσότερη ποικιλομορφία από ό, τι είχε γίνει αποδεκτή προηγουμένως.Τα βασικά μόρια εξακολουθούν να είναι σχετικά τα ίδια ακόμη και μεταξύ των οργανισμών όπως οι αποκλίνουσες ως ζυμομύκητες και θηλαστικά.Αυτό το χαρακτηριστικό ονομάζεται εξελικτική διατήρηση.Υποδεικνύει ότι ακόμη και μικρές διακυμάνσεις σε αυτά τα μόρια οδηγούν σε κύτταρα που είτε δεν μπορούσαν να ευδοκιμήσουν είτε θα αναπαράγουν και θα προκαλέσουν βλάβη και εξελικτικές κυρώσεις στον οργανισμό.