Tartalom
A hisztonok olyan alapfehérjék, amelyeket a sejtek magjában (szinguláris: mag) találnak. Ezek a fehérjék elősegítik a nagyon hosszú DNS-szálak, azaz minden élőlény genetikai "kékének" megszervezését olyan kondenzált struktúrákba, amelyek viszonylag kicsi terekbe illeszkednek a magban. Gondolj rájuk olyan orsóra, amelyek sokkal több menetet tesznek lehetõvé egy kis fiók belsejében, mintha ez lenne az eset, ha a hosszú menetet egyszerűen felvarrnák és a fiókba dobnák.
A hisztonok nem csupán állványként szolgálnak a DNS-szálak számára. Ezenkívül részt vesznek a génszabályozásban azáltal, hogy befolyásolják, amikor bizonyos géneket (vagyis az egyetlen fehérjetermékhez társított DNS-hosszokat) "expresszáltatják" vagy aktiválják az RNS átírására, és végül az adott gén fehérjeterméke tartalmazza az előállításra vonatkozó utasításokat. Ezt úgy szabályozhatjuk, hogy a hisztonok kémiai szerkezetét kissé megváltoztatjuk a kapcsolódó folyamatoknak nevezett acetilezés és deacetiláció.
A hiszton alapjai
A hisztonfehérjék bázisok, ami azt jelenti, hogy nettó pozitív töltést hordoznak. Mivel a DNS negatív töltésű, a hiszton és a DNS könnyen társul egymással, lehetővé téve a fentebb említett "orsózás" bekövetkezését. Egy, a hosszúságú DNS egyetlen példánya, amely nyolc hiszton komplex köré tekerkedik, az úgynevezett a nukleoszoma. Mikroszkópos vizsgálat után a kromatidon (azaz egy kromoszóma szálon) egymást követő nukleoszómák hasonlítanak a szálakon lévő gyöngyökre.
A hisztonok acetilezése
A hiszton-acetilezés egy acetilcsoport, egy három szénatomszámú molekula hozzáadása egy hisztonmolekula egyik végén lévő lizin "maradékhoz". A lizin egy aminosav, és a kb. 20 aminosav a fehérjék építőeleme. Ezt katalizálja a hiszton-acetil-transzferáz (HAT) enzim.
Ez a folyamat kémiai "kapcsolóként" szolgál, amely miatt a kromatidban lévő közeli gének valószínűleg átíródnak RNS-be, míg mások kevésbé valószínűleg átírják. Ez azt jelenti, hogy a hisztonokon keresztüli acetiláció a DNS génfunkcióját megváltoztatja anélkül, hogy ténylegesen megváltoztatná a DNS-bázispárokat, ezt a hatást nevezzük epigenetikus ("epi" jelentése "fel"). Ennek oka az, hogy a DNS alakjának megváltozása több "dokkoló helyet" eredményez a szabályozó fehérjék számára, amelyek valójában rendet adnak a gének számára.
A hisztonok decetilezése
A hisztondezacetiláz (HDAC) ellentétesen hat a HAT-ra; vagyis eltávolítja az acetilcsoportot a hiszton lizinrészéből. Noha ezek a molekulák elméletileg "versenyben állnak" egymással, azonosítottak néhány nagy komplexet, amelyek mind HAT, mind HDAC részeket tartalmaznak, ami arra utal, hogy nagy mennyiségű finomhangolás történik a DNS szintjén, valamint az acetilcsoportok hozzáadása és kivonása során.
A HAT és a HDAC egyaránt fontos szerepet játszanak az emberi test fejlődési folyamataiban, és ezen enzimek megfelelő szabályozásának kudarca számos betegség, köztük a rák előrehaladásával áll összefüggésben.