Histoon
Histoonid on eukarüootsete rakkude tuumades leiduvad valgud, mis pakendavad DNA-d struktuuriüksustesse, mida nimetatakse nukleosoomideks. Need on kromatiini, kromosoomide aktiivse osa peamised valgukomponendid.
Histoonid toimivad kui rullid, mille ümber DNA kerib, ja mängivad rolli geenide reguleerimises. Ilma histoonideta oleks kromosoomide lahti keritud DNA väga pikk. Näiteks on igas inimrakus umbes 1,8 meetrit DNA-d, kuid histoonide ümber keritud kromatiini pikkus on umbes 90 millimeetrit, mis mitoosi käigus dubleerituna ja kondenseerituna annavad tulemuseks umbes 120 mikromeetri pikkused kromosoomid.
Histoonide kokkupanek nukleosoomiks
Funktsioonid
DNA-ahelate tihendamine
Histoonid toimivad kui rullid, mille ümber DNA kerib. See pakib eukarüootide suured genoomid rakutuuma sisse. Pakitud molekul on 40 000 korda lühem kui pakkimata molekul.
Kromatiini regulatsioon
Histoonides toimuvad muutused, mis muudavad nende koostoimet DNA ja tuumavalkudega. Pikaajalised muutused histoonide ja DNA koostoimes põhjustavad epigeneetilist mõju. Arvatakse, et modifikatsioonide kombinatsioonid moodustavad koodi, nn histoonikoodi. Histoonide modifikatsioonid toimivad mitmesugustes bioloogilistes protsessides, nagu geenide reguleerimine, DNA parandamine ja kromosoomide kondenseerumine (mitoos).
Näited
Näiteid histoonide modifikatsioonide kohta transkriptsiooni reguleerimisel on järgmised:
| Muudatuse tüüp | Histoon | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| monometüleerimine | aktiveerimine | aktiveerimine | aktiveerimine | aktiveerimine | aktiveerimine | aktiveerimine | |
| di-metüülimineerimine | repressioonid | repressioonid | aktiveerimine | ||||
| tri-metüülimineerimine | aktiveerimine | repressioonid | repressioonid | aktiveerimine, | repressioonid | ||
| atsetüülimine | aktiveerimine | aktiveerimine | |||||
DNA väljastpoolt keerdub ümber histooni seestpoolt. Vaade ülevalt läbi spiraaltelje
Ajalugu
Histoonid avastas 1884. aastal Albrecht Kossel. Sõna "histoon" pärineb 19. sajandi lõpust ja on pärit saksa keelest "Histon", mille päritolu on ebaselge: võib-olla kreeka histanai või histos. Kuni 1990. aastate alguseni ei peetud histoone pelgalt tuuma-DNA pakkimismaterjaliks. 1990. aastate alguses avastati histoonide regulatiivsed funktsioonid.
H5-histooni avastamine pärineb ilmselt 1970. aastatest.
Liikideülene säilitamine
Histoone leidub eukarüootiliste rakkude tuumades ja teatavates arheajates, nimelt Euryarchaides, kuid mitte bakterites. Histoonvalgud kuuluvad eukarüootide kõige enam konserveerunud valkude hulka, mis näitab, et nad on tuuma bioloogias elutähtsad. Seevastu küpsed seemnerakud kasutavad oma genoomse DNA pakkimiseks suures osas protamiinide abil, tõenäoliselt selleks, et saavutada veelgi suurem pakkimisprotsent.
Põhilised histoonid on väga konserveerunud valgud, st eri liikide histoonvalkude aminohappelise järjestuse vahel on väga vähe erinevusi. Linkerhistoonidel on tavaliselt ühe liigi piires rohkem kui üks vorm ja need on samuti vähem konserveerunud kui tuumhistoonid.
Küsimused ja vastused
K: Mis on histoonid?
V: Histoonid on eukarüootiliste rakkude tuumades leiduvad valgud, mis pakendavad DNA-d struktuuriüksustesse, mida nimetatakse nukleosoomideks.
K: Milline on histoonide funktsioon?
V: Histoonide ülesanne on toimida rullidena, mille ümber DNA kerib, pakendada DNA-d nukleosoomidesse ja mängida rolli geenide reguleerimises.
K: Mis juhtuks ilma histoonideta?
V: Ilma histoonideta oleks kromosoomide lahti keritud DNA väga pikk.
K: Kui palju DNA-d on igas inimese rakus?
V: Igas inimrakus on umbes 1,8 meetrit DNA-d.
K: Kui palju kromatiini on igas inimrakus?
V: Igas inimrakus on umbes 90 millimeetrit kromatiini.
K: Mis toimub mitoosi ajal?
V: Mitoosi ajal kromatiin dubleerub ja kondenseerub, mille tulemuseks on umbes 120 mikromeetri pikkused kromosoomid.
K: Milline on histoonide roll kromosoomides?
V: Histoonid on kromatiini, kromosoomide aktiivse komponendi peamised valgukomponendid.
