KFD.PL: Histony - Forum KFD.pl

Histony - zasadowe białka proste, które wchodzą w skład chromatyny; neutralizują kwasowy charakter chromatyny; mają niewielką masę cząsteczkową (poniżej 23 kDa). Charakteryzują się dość dużą zawartością aminokwasów zasadowych. Zawierają szczególnie dużo lizyny i argininy. Nadaje to im właściwości polikationów. Są związane z helisą DNA. Jest ona polianionem i stanowi nukleoproteiny(są obojętne elektrycznie).

Właściwości histonów
Histony dzielą się dwie grupy, a w tym na pięć typów:
1. Szczególnie bogate w lizynę:
- H1 – jest najbardziej zasadowym histonem; posiada największy z histonów (zwany jest czasem histonem łącznikowym)
- H2A
- H2B
2. Szczególnie bogate w argininę:
- H3
- H4
Histony H3 i H4 są uważana za bardziej konserwatywne od reszty typów. Natomiast histon H1 jest bardziej zmienny od innych.
Rdzeń poszczególnego histonu jako białka jest niepolarną domeną globulinową. Polarne są obydwa końce zawierające właśnie aminokwasy zasadowe, które odpowiadają za polarność cząsteczki. Motyw C- końcowy, czyli motyw zawinięcia histonowego (ang. histon fold). Innym motywem jest N-końcowy (ogon histonu) i jest on zazwyczaj obiektem modyfikacji posttranslacyjnych. Pośredniczy również w tworzeniu heterodimerów histonów w nukleosomie.
Histony Archeonów nie mają charakterystycznego dla eukariotów motywu N-końcowego.

Histony H2A, H2B, H3 i H4 stanowią rdzeń nukleosomu, a histon H1 posiada funkcje spinające DNA, wchodzące i schodzące z nukleosomu.

Podczas replikacji DNA potrzebne jest odtworzenie struktury chromatyny oraz przyłączenie do niej nowo zsyntezowanych histonów. W całym procesie pośredniczą białka takie jak:
- CAF-1 - kompleks białkowy, który występuje u Homo sapiens, łączą się z acetylowanymi histonami H3 i H4
NAP-1 - występuje u człowieka i pełni bardzo podobną funkcję jak powyższe białko. Oddziałuje z histonami H2A i H2B
N1 i N2 oraz nukleoplazmina - są to analogiczne białka, ale występują u Xenopus
Histony wchodzą w skład chromatyny i podlegają modyfikacjom posttranslacyjnym. Powoduje to rozluźnienie chromatyny. Jest to konieczne do przeprowadzenia replikacji DNA lub także do transkrypcji.
Najczęściej modyfikacje, które angażują histony w trakcie cyklu komórkowego to:
- acetylacja i deacetylacja
- metylacja i demetrylacja - modyfikacje rzadko spotykane wśród białek
- fosforylacja i defosforylacja
- ADP-rybozylacja
- ubikwitylacja

Acetylacja dość często zachodzi na histonie H4 i dotyczy także lizyny. Proces ten odgrywa duże znaczenie w ekspresji genów, gdyż acetylacja histonów skutkuje częściową dekondensacją chromatyny. Właśnie dlatego jest ona bardziej dostępna dla czynników transkrypcyjnych. Niski poziom acetylacji jest czynnikiem, którzy bierze udział w inaktywacji chromosomu X, a także z superaktywnością tego chromosomu u samców Drosophila melanogaster. Wiele acetylotransferaz jest aktywatorami transkrypcji. Z kolei metylacja histonów jest zazwyczaj skorelowana z wyciszaniem transkrypcji.
Jeszcze ostatnio uważano, że w odróżnieniu od acetylacji, transkrypcja jest procesem nieodwracalnym. Jednak niedawno dokonano opisu enzymów o aktywności demetylaz histonów.

Fosforylacja histonów skorelowana jest z cyklem komórkowym, który posiada największy stopień tej modyfikacji, a także jest obserwowany podczas późnej fazy G2 i mitozy. Gdy następuje faza mitozy na jedną cząsteczkę histonu przypada od 6 do 25 grup fosforanowych (w zależności od konkretnego organizmu), podawany jest opis, który dotyczy histonu H1. Istnieją również założenia, że dla przeprowadzenia tej fosforylacji niezbędne jest częściowe wynurzenie. Różne warianzastosowanie histonówty są fosforylowane w bardzo różny sposób i zupełnie inne jest rozmieszczenie ufosforylowanych cząsteczek w chromatynie.

Proces ADP-rybozylacji wiąże się z dodaniem do cząsteczek histonów łańcuchów złożonych z kilkunastu reszt cukrowych, które są połączone kowalencyjnie z białkiem. Modyfikacja ta stanowi stabilizację struktury wyższego rzędu, ale niektóre dane wskazują, że ADP-rybozylacja prowadzi raczej do relaksacji chromatyny. Przypuszcza się, że jest związana z procesami naprawy DNA, a także apoptozą.

Ogólnie histony są białkami o niezwykłej konserwatywności ewolucyjnej i występują u wszystkich organizmów eukariotycznych, jak również u archeonów.
H1 wykazuje duże różnice nie tylko gatunkowe, ale też tkankowe. Spowodowane to jest różnymi genami kodującymi i modyfikacjami posttranslacyjnymi. Istnieje również bardzo wiele, szczególnie w przypadku histonu łącznikowego tkankowo specyficznych wariantów histonów. Oto niektóre przykłady:
-CenH3 - odpowiada za organizację centromerów i kinetochorów
- H3.3 – zwiększa aktywność transkrypcji
- H2A.X - ułatwia naprawę i rekombinację DNA