Ang histones ay isang bahagi ng cell nuclei. Ang kanilang pagkakaroon ay isang tampok na nakikilala sa pagitan ng mga unicellular na organismo (bakterya) at mga multicellular na organismo (tao, hayop, o halaman). Napakakaunting mga bakterya lamang na nagtataglay proteins katulad yan ng histones. Ang ebolusyon ay gumawa ng mga histone upang mas mahusay at mabisang mapaunlakan ang napakahabang kadena ng DNA, na tinatawag ding genetic material, sa mga cell ng mas mataas na mga organismo. Ito ay sapagkat kung magkahiwalay ang sugat ng tao, ito ay halos 1-2 m ang kabuuan, depende sa kung aling mga cell yugto ang isang cell.
Ano ang histones?
Sa mas mataas na napaunlad na mga organismo, ang histones ay matatagpuan sa nuclei ng mga cell at mataas sa positibong sisingilin amino acids (higit sa lahat lysine at arginine). Histone proteins ay nahahati sa limang pangunahing mga grupo - H1, H2A, H2B, H3, at H4. Sa pagitan ng iba't ibang mga organismo, ang mga pagkakasunud-sunod ng amino acid ng apat na pangkat H2A, H2B, H3, at H4 ay kakaunti ang pagkakaiba, habang maraming pagkakaiba ang umiiral para sa H1, isang nag-uugnay na histone. Sa pulang pula dugo mga cell ng mga ibon, ang H1 ay kahit na ganap na pinalitan ng isa pang pangunahing pangkat ng histone, na tinatawag na H5. Ang mataas na antas ng pagkakapareho ng pagkakasunud-sunod sa karamihan ng histone proteins nangangahulugan na sa karamihan ng mga organismo ang "packaging" ng DNA ay nangyayari sa parehong paraan, at ang nagresultang three-dimensional na istraktura ay pantay na epektibo para sa histone function. Kaya, sa kurso ng ebolusyon, ang pag-unlad ng histones ay dapat na naganap nang napakaaga at napanatili sa ganitong paraan, bago pa man umunlad ang mga mammal o tao.
Anatomy at istraktura
Kapag isang bagong kadena ng DNA ng indibidwal bases (tinatawag na nucleotides) ay nabuo sa isang cell, dapat itong "nakabalot." Upang magawa ito, lumabo ang mga proteins ng histone, na ang bawat isa ay bumubuo ng dalawang tetramer. Sa wakas, ang isang histone core ay binubuo ng dalawang mga tetramer, ang histone octamer, kung saan bumabalot ang strand ng DNA at bahagyang tumagos. Kaya, ang histone octamer ay nasa three-dimensional na istraktura sa loob ng coiled DNA strand. Ang walong histone proteins na may DNA sa kanilang paligid ay bumubuo ng pangkalahatang kumplikado ng isang nucleosome. Ang rehiyon ng DNA sa pagitan ng dalawang mga nucleosome ay tinatawag na linker DNA at binubuo ng tungkol sa 20-80 nucleotides. Ang linker DNA ay responsable para sa "pagpasok" at "exit" ng DNA sa histone octamer. Samakatuwid, ang isang nucleosome ay binubuo ng humigit-kumulang 146 na mga nucleotide, isang bahagi ng linker DNA, at walong mga histone protein, na tulad ng 146 na mga nucleotide na pumulupot sa histone octamer na 1.65 beses. Dagdag dito, ang bawat nucleosome ay nauugnay sa isang H1 Molekyul, kaya't ang mga site ng pagpasok at exit ng DNA ay pinagsama-sama ng linker histone, na nagdaragdag ng pagiging compact ng DNA. Ang isang nucleosome ay tungkol sa 10 -30 nm ang lapad. Bumubuo ang maraming mga nucleosome kromatin, isang mahabang kadena ng DNA-histone na mukhang isang string ng kuwintas sa ilalim ng electron microscope. Ang mga nucleosome ay ang mga "kuwintas" na napapalibutan o konektado ng tulad ng string na DNA. Medyo ilang mga protina na hindi histone ang sumusuporta sa pagbuo ng mga indibidwal na nucleosome o ang kabuuan kromatin, na sa wakas ay bumubuo ng indibidwal chromosomes kapag ang isang cell ay dapat na hatiin. Chromosomes ay ang maximum na uri ng paghalay ng kromatin at nakikita ng light microscopy habang nukleyar na paghahati ng isang cell.
Pag-andar at mga gawain
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang histones ay pangunahing mga protina na may positibong singil, kaya nakikipag-ugnay sila sa negatibong sisingilin ng DNA sa pamamagitan ng pang-akit na electrostatic. Ang "DNA ay bumabalot sa paligid" ng histone octamers sa isang paraan na ang DNA ay nagiging mas siksik at umaangkop sa nucleus ng bawat cell. Sa prosesong ito, ang H1 ay may pag-andar ng pag-compact ng superordinate na chromatin na istraktura at karaniwang pinipigilan ang transcription at sa gayon ang pagsasalin, ie ang pagsasalin ng bahagi ng DNA na ito sa mga protina sa pamamagitan ng isang mRNA. Nakasalalay sa kung ang cell ay "nagpapahinga" (interphase) o naghahati, ang chromatin ay mas mababa o higit na nakakubli, ie naka-pack. Sa interphase, ang mga malalaking bahagi ng chromatin ay hindi gaanong nakakubkob at samakatuwid ay maaaring mailipat sa mga mRNA, ibig sabihin, nabasa at kalaunan isinalin sa mga protina. Kaya, kinokontrol ng histones ang gene aktibidad ng mga indibidwal na gen sa kanilang paligid at pinapayagan ang transcription at ang pagbuo ng mga mRNA strands. Kapag ang isang cell ay pumasok sa cell division, ang DNA ay hindi isinalin sa mga protina, ngunit ipinamamahagi nang pantay-pantay sa pagitan ng dalawang mga cell ng anak na babae na nabuo. Samakatuwid, ang chromatin ay lubos na nakakubkob, at bukod dito ay nagpapatatag ng mga histone. Ang chromosomes nakikita at maaaring ipamahagi sa mga bagong nabubuo na mga cell sa tulong ng maraming iba pang mga hindi histone na protina.
Karamdaman
Mahalaga ang histones sa pagbuo ng isang bagong nabubuhay. Kung, dahil sa mga mutation sa histone genes, ang isa o higit pa sa mga histone protein ay hindi maaaring mabuo, ang organismong iyon ay hindi nabubuhay at ang karagdagang pag-unlad ay natapos nang maaga. Pangunahin ito dahil sa mataas na pagkakasunod-sunod ng pagkonserba ng histones. Gayunpaman, ito ay kilala para sa ilang oras na sa mga bata at matatanda na may iba't ibang malignant utak mga bukol, ang mga mutasyon ay maaaring mangyari sa iba't ibang mga histone genes ng mga tumor cell. Lalo na sa tinatawag na mga glioma, ang mga mutasyon sa histone genes ay inilarawan. Gayundin, ang mga pinahabang piraso ng dulo ng chromosome ay natuklasan sa mga bukol na ito. Ang mga ito, tinawag telomeres, ang mga seksyon ng pagtatapos ng mga chromosome ay karaniwang responsable para sa mahabang buhay ng mga chromosome. Sa kontekstong ito, lilitaw na ang pinahabang telomeres sa mga bukol na may histone mutations bigyan ang mga degenerate cells na ito ng isang kalamangan sa kaligtasan. Samantala, iba pang mga uri ng kanser ay kilalang mayroong mga mutasyon sa iba`t ibang mga gene ng histone at sa gayon ay gumagawa ng mga mutated na protina ng histone na hindi gampanan ang kanilang mga gawain sa pagkontrol o gawin ito nang mahina lamang. Ang mga natuklasan na ito ay kasalukuyang ginagamit upang makabuo ng mga form ng terapewtika para sa partikular na malignant at agresibo na mga tumor din.
