Was sind Histone?

Was sind Histone?
Histone sind eine Familie von Grundproteinen, die mit der DNA im Kern assoziieren und dabei helfen, sie zu Chromatin zu kondensieren. Sie sind alkalisch (basischer pH) Proteine und ihre positiven Ladungen ermöglichen es ihnen, sich mit DNA zu verbinden. Sie befinden sich im Zellkern eukaryotischer Zellen. DNA und Histone sind zu Nukleosomen zusammengepackt, Nukleosomen bilden eine Packung, die als Chromatin bezeichnet wird, zwei Chromatine bilden ein Chromosom.

Arten von Histonen
Es wurden fünf Arten von Histonen identifiziert: H1 (oder H5), H2A, H2B, H3 und H4, die Kernhistone sind H2A, H2B, H3 und H4, und die Linkerhistone sind H1 und H5. H1 und sein homologes Protein H5 sind an Strukturen höherer Ordnung des Chromatins beteiligt. Die anderen vier Arten von Histonen assoziieren mit DNA, um Nukleosomen zu bilden. H1 (oder H5) hat ungefähr 220 Reste. Andere Arten von Histonen sind kleiner und bestehen jeweils aus 100-150 Resten.

Funktion von Histonen
Die Hauptfunktionen von Histonen sind kompakte DNA-Stränge und beeinflussen die Chromatinregulation. Chromatin ist eine Kombination aus DNA und Protein, die den Inhalt eines Zellkerns ausmacht. Ohne Histone wäre die abgewickelte DNA in Chromosomen sehr lang. Zum Beispiel hat jede menschliche Zelle ungefähr 1,8 Meter DNA, aber auf den Histonen gewickelt hat sie ungefähr 90 Millimeter Chromatin, was, wenn es während der Mitose dupliziert und kondensiert wird, ungefähr 120 Mikrometer Chromosomen ergibt. Da sich DNA um Histone wickelt, spielen sie auch eine wichtige Rolle bei der Chromatinregulation und bei der Regulation der Genexpression. Eine Histonmodifikation ist eine kovalente posttranslationale Modifikation (PTM) von Histonproteinen, die Methylierung, Phosphorylierung, Acetylierung, Ubiquitylierung und SUMOylierung umfasst. Methylierung bezeichnet die Addition einer Methylgruppe an ein Substrat oder die Substitution eines Atoms (oder einer Gruppe) durch eine Methylgruppe. Phosphorylierung ist die Addition einer Phosphatgruppe an ein Molekül. Die Acetylierung beschreibt eine Reaktion, bei der eine funktionelle Acetylgruppe in eine chemische Verbindung eingeführt wird. Die Zugabe von Ubiquitin zu einem Substratprotein wird als Ubiquitinierung oder Ubiquitylierung bezeichnet. SUMOylierung ist eine posttranslationale Modifikation, die an verschiedenen zellulären Prozessen beteiligt ist, wie z. B. nuklear-zytosolischem Transport, Transkriptionsregulation, Apoptose, Proteinstabilität, Reaktion auf Stress und Fortschreiten des Zellzyklus. Die zu Histonen hergestellten PTMs können die Genexpression beeinflussen, indem sie die Chromatinstruktur verändern oder Histonmodifikatoren rekrutieren. Histonproteine verpacken DNA, die sich um die acht Histone wickelt, in Chromosomen. Histonmodifikationen wirken auf verschiedene biologische Prozesse wie Transkriptionsaktivierung / -inaktivierung, Chromosomenverpackung und DNA-Schädigung / Reparatur ein.

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