Histon

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Izgled kompleksa jezgre histona u nukleosomu

Definicija[uredi | uredi izvor]

Histoni su visoko alkalni proteini u jedrima eukariotskih ćelija, upakovani u strukturue DNK zvane nukleosomi.[1][2]

Oni su glavne proteinske komponente hromatina. Djeluju kao kalemovi oko koje se uvija DNK, a imaju ulogu u regulaciji ekspresije gena. Bez histona, razmmotana DNK u hromosomu bi bilo jako duga (omjer dužine i širine više od 10 miliona po jednoj u ljudskoj DNK). Na primjer, svakoa ljudska ćelija ima oko 1,8 metara DNK, ali sa zaojima histona ima oko 90 mikrometara (0.09 mm) hromatina, koji, kada se dupliciraju i kondenzirju tokom mitoze, rezultiraju u oko 120 mikrometara hromosoma.

Jezgro H2A/H2B/H3/H4
Protein H2AFJ PDB 1aoi.png
PDB nošenje kompleksa između čestica nukeosomnog jezgra (H3, h4, H2A, h2b) i 146 bp dugog DNK fragment a,baziranog na 1aoi.
Identifikatori
Symbol Histon
Pfam PF00125
Pfam clan CL0012
InterPro IPR007125
SCOP 1hio
SUPERFAMILY 1hio
linker histon H1 I H5 familije
PBB Protein HIST1H1B image.jpg
PDB nošenja f HIST1H1B baziranog na 1ghc.
Identifikatori
Symbol Linker_histon
Pfam PF00538
InterPro IPR005818
SMART SM00526
SCOP 1hst
SUPERFAMILY 1hst

Histonski proteini čovjeka

Super familija Familija Subfamilija Članovi
Linker H1 H1F H1F0, H1FNT, H1FOO, H1FX
H1H1 HIST1H1A, HIST1H1B, HIST1H1C, HIST1H1D, HIST1H1E, HIST1H1T
Jezgro H2A H2AF H2AFB1, H2AFB2, H2AFB3, H2AFJ, H2AFV, H2AFX, H2AFY, H2AFY2, H2AFZ
H2A1 HIST1H2AA, HIST1H2AB, HIST1H2AC, HIST1H2AD, HIST1H2AE, HIST1H2AG, HIST1H2AI, HIST1H2AJ, HIST1H2AK, HIST1H2AL, HIST1H2AM
H2A2 HIST2H2AA3, HIST2H2AC
H2B H2BF H2BFM, H2BFS, H2BFWT
H2B1 HIST1H2BA, HIST1H2BB, HIST1H2BC, HIST1H2BD, HIST1H2BE, HIST1H2BF, HIST1H2BG, HIST1H2BH, HIST1H2BI, HIST1H2BJ, HIST1H2BK, HIST1H2BL, HIST1H2BM, HIST1H2BN, HIST1H2BO
H2B2 HIST2H2BE
H3 H3A1 HIST1H3A, HIST1H3B, HIST1H3C, HIST1H3D, HIST1H3E, HIST1H3F, HIST1H3G, HIST1H3H, HIST1H3I, HIST1H3J
H3A2 HIST2H3C
H3A3 HIST3H3
H4 H41 HIST1H4A, HIST1H4B, HIST1H4C, HIST1H4D, HIST1H4E, HIST1H4F, HIST1H4G, HIST1H4H, HIST1H4I, HIST1H4J, HIST1H4K, HIST1H4L
H44 HIST4H4

Klase[uredi | uredi izvor]

Postoji pet glavnik familija histona: H1, H2A, H2B, H3 i H4]]. Histoni H2A, H2B, H3 i H4su poznati kao jezgreni histoni, dok su H1 i H5 linker histoni.

Njihova konfiguracijaomogućava formiranje strukture višeg reda. Najosnovnijia potvrda je formiranje perlastih vlakana od 10 nm. To uključuje ovojnicu DNK oko nucleosoma koja sa oko 50 parova baza razdvaja svaki par nukleosoma. Strukture višeg reda uključuju 30-nanometarska vlakana (formiranje nepravilne cik-cak formr) i vlakana od 100nm. To su strukture normalnih ćelija. Tokom mitoze i mejoze, kondenzirani hromosomi montiraju nukleosome njihovom interakcijom sa drugim regulacijskim proteinima.

Struktura[uredi | uredi izvor]

Jezgro nukleosoma je formirano od dva H2A-H2B proteinska dimera: H2A-H2B i H3-H4 tetramera, formirajući dvije skoro simetrične polovine tercijarne structure. H2A-H2B dimeri i H3-H4 tetramer na taj način pokazuju pseudodijadnu simetriju. Histoni sa 4 jezgra (H2A, H2B, H3 i H4) su slični u strukturi i relativno su visoko konzervirani tokom evolucije. Sve karakterizira konfiguracija zavoj na zavoj pa opet zavoj itd., što omogućava laku dimerizaciju. Oni na taj način dijele duge 'repove' na jednom kraju aminokiselinske strukture, što je mjesto post-translacijske modifikacije.

Smatra se da su histonski proteini evolutivno vezani za heliksni dio produžene AAA + ATPaza domene, C-domenu, kao i na N-terminalnu domenu prepoznavanja supstrata CLP/Hsp100 proteina. Uprkos razlikama u njihovoj topologiji, ta tri nabora dijele homologni heliks-lanac-heliks (HSH) motiv.

Primjenom elektronske paramagnetske rezonancije tehnikom spin-označavanja, britanski istraživači su izmjerili udaljenost između kalemova oko koje eukariotske ćelije zavijaju njihovu DNK. Oni su odredili razmake u rasponu 59-70 Å.

Histoni tvore pet tipova interakcije sa DNK:

  • Heliks-dipoli formiraju alfa-helikse sa H2B, H3, H4 izazvajući akumuliranje neto pozitivnog naboja u trenutku interakcije s negativnim nabojem fosfatne grupe u DNK.
  • Hidrogenske veze između skeletne DNK i amid-diamid veze: 28 peptid – 29. amidna grupa na glavnom lancu histonskih proteina.
  • Nepolarne interakcije između histona i dezoksiriboze, šećera u DNK.
  • Soni most vodikovih veza između bočnih lanaca osnovnih aminokiselina (naročito lizina i arginina) i fosfatnog kisika u DNK.
  • Nespecifični manji utori (žlijebovi) umetanja u H3 i H2B N-terminalnih repova u dva manja žlijeba, svakog na DNK molekulu.

U uži krug osnovnih obilježja prirode histona, osim olakšavanja interakcije DNK-histon, spada i njihovom rastvorljivost u vodi.

Histone modificiraju enzimi, prvenstveno na njihovom N-terminalnim repovima, ali i u njihovim loptastom području. Takve promjene uključuju metilacije, citrulinaciju, acetilaciju, fosforilaciju, (SUMO proteinsku) SUMO-ilaciju, ubikvitinaciju, i ADP-ribozilaciju. Sve ovo utiče na njihovu funkciju regulacije gena.

U principu, aktivni geni su manje vezani za histone, a neaktivni geni su s njima visoko povezani i u interfazi. Također izgleda da je struktura histona evolucijski rano konzervirana, kao i odsustvo bilo koje ozbiljnije štetne mutacije. Svi histon imaju vrlo pozitivne relacije njihovih N-terminala sa mnogim ostacima lizina i arginina.

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Youngson R. M. (2006): Collins Dictionary of Human Biology. HarperCollins, Glasgow, ISBN 0-00-722134-7.
  2. ^ Cox M., Nelson D. R., Lehninger A. L. (2005): Lehninger principles of biochemistry. W.H. Freeman, San Francisco, ISBN 0-7167-4339-6.

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]