ฮิสโตนคืออะไร?

ฮิสโตนเป็นโครงสร้างในเซลล์ยูคาริโอตและจุลินทรีย์เซลล์เดียวของไฟลัม euryarchaeota ที่ทำหน้าที่เป็นสปูลรอบ ๆ ซึ่งกรด deoxyribonucleic (DNA) ของเซลล์ห่อหุ้มอย่างใกล้ชิดหากไม่มีการอนุรักษ์พื้นที่ที่ฮิสโตนเปิดใช้งานเซลล์ไม่สามารถมี DNA ของตัวเองได้ฮิสโตนยังมีบทบาทสำคัญในการแสดงออกของยีนโดยการเปิดใช้งานหรือขัดขวางการเข้าถึงโมเลกุลการถอดความที่ใช้งานไปยังยีน DNAภารกิจที่สามคือการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของ DNA และโครโมโซมที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก

สารที่ประกอบด้วยฮิสโตนเป็นโปรตีนที่แตกต่างกันเล็กน้อยจากสปีชีส์โปรตีนที่พบมากที่สุดเรียกว่า H1/H5, H2A, H2B, H3 และ H4DNA ถูกผูกไว้อย่างใกล้ชิดกับฮิสโตนโดยการดึงดูดระหว่างกลุ่มด้านข้างของโปรตีนฮิสโตนและ DNAแรงที่น่าสนใจนี้ได้รับการแก้ไขโดยการเติมกลุ่ม acetyl หรือ methyl ให้กับกรดอะมิโนไลซีนหรืออาร์จินีนสองสามตัวใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของโปรตีน H3 และ H4การกระชับหรือคลายของเส้นดีเอ็นเอส่งผลให้ยีนที่สามารถเข้าถึงได้หรือไม่สามารถเข้าถึงได้เรียกว่าการเปิดหรือปิดยีน

ในเซลล์ส่วนใหญ่โดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มาโปรตีนฮิสโตนแปดชนิดประกอบด้วยสอง H2A, H2B, H3และ H4 สร้างโครงสร้าง octetประมาณ 146 คู่ฐานของ DNA พันรอบโครงสร้าง octet เกือบสองครั้งเพื่อสร้างนิวคลีโอโซมลูปสั้นของ DNA ที่มีความเสถียรโดยโปรตีน H1 หรืออะนาล็อก H5 ของมันนำไปสู่นิวคลีโอโซมถัดไปซึ่งเป็นโครงสร้างที่มักจะมีลักษณะเป็นลูกปัดบนสายนิวคลีโอโซมและส่วน DNA ที่เชื่อมโยงของพวกเขาก่อตัวเป็นเกลียวแน่นมีหกนิวคลีโอโซมต่อเทิร์นเพื่อให้สิ่งที่เรียกว่าเส้นใยโครมาตินเส้นใยบรรจุเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโครโมโซม

โปรตีนฮิสโตน H2A, H2B, H3 และ H4 มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างต่ำประกอบด้วยกรดอะมิโน 120 ถึง 135 ต่อโมเลกุลโปรตีนHistones H1/H5 นั้นยาวกว่ามากและให้กรอบโครงสร้างกับนิวคลีโอโซมเช่นเดียวกับก้านเหล็กที่เชื่อมโยงชุดของดิสก์ในเซลล์ของมนุษย์หาก DNA ทั้งหมดถูกคลายออกและสิ้นสุดจนจบสายจะมีความยาวประมาณ 70 นิ้ว (1.8 ม.) แต่มีความหนาประมาณ 0.0000007 นิ้ว (180 นาโนเมตร)ด้วยการขดลวดและการถอยกลับโครงสร้างย่อยจะมีการทำงานของโครโมโซม 23 คู่ในนิวเคลียสที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่า 0.0004 นิ้ว (10 ไมโครเมตร)ฮิสโตนทำให้การพับนี้เป็นไปได้โดยการควบคุมสภาพแวดล้อมระดับโมเลกุล

ฮิสโตนในขั้นต้นคิดว่ามีเพียงประเภทที่กล่าวถึงข้างต้นอย่างไรก็ตามการวิจัยได้ชี้ให้เห็นถึงความหลากหลายมากกว่าที่เคยเป็นที่ยอมรับไว้ก่อนหน้านี้โมเลกุลพื้นฐานยังคงค่อนข้างเหมือนกันแม้ระหว่างสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันเช่นยีสต์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมลักษณะนี้เรียกว่าการอนุรักษ์วิวัฒนาการมันบ่งชี้ว่าแม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโมเลกุลเหล่านี้ส่งผลให้เซลล์ที่ไม่สามารถเจริญเติบโตได้หรือจะทำซ้ำและก่อให้เกิดความเสียหายและการลงโทษเชิงวิวัฒนาการต่อสิ่งมีชีวิต