Histone sind wichtige Proteine, die die Nukleinsäure DNA (Desoxyribonukleinsäure) in die Chromosomen eines Zellkerns einschließen. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Expression von Proteinen aus Nukleinsäure.
Die Entdeckung von Histonen datiert auf das Jahr 1884 zurück, aber ihr wahrer Wert und ihre Funktion in der Genregulation wurden erst in jüngster Zeit verstanden.
Histone haben viele Funktionen. Sie winden DNA innerhalb der Chromosomen auf; aufgewundene DNA ist 50.000 Mal kürzer als unaufgewundene, so dass ohne Histone DNA in den Chromosomen sehr lang wäre. Histone sind auch in mehreren anderen zellulären Prozessen unerlässlich, wie ADP-Ribosylierung, Phosphorylierung und Ubiquitinierung.
Klassen
- Zuvor wurde angenommen, dass es nur fünf Klassen von Histonen gäbe: ein Linker-Histon, H1, und vier Kern-Histone, H2A, H2B, H3 und H4. Die neu entdeckte Varietät von Histonen (H5) ist ein hochkonserviertes Protein. Die jüngste Forschung hat mehrere andere Histon-Proteine entdeckt, die ebenfalls eine wichtige Rolle in verschiedenen zellulären Prozessen spielen. Histon-Proteine erzeugen Nukleosom-Kernpartikel, die als „Chromatin“ bezeichnet werden, indem sie DNA um ihre Kernproteine verpacken.
Histone in Chromosomen
- Der Kern enthält die Chromosomen, die aus zwei Arten von chemischen Substanzen bestehen: Protein und Desoxyribonukleinsäure oder DNA. Jedes Kernprotein besteht aus mehreren Varietäten von Histonen. Die in Chromosomen vorkommenden Histone gehören zu den konserviertesten Proteinen in eukaryotischen Zellen. Chromosomale Histone sind im Wesentlichen basische Aminosäuren. Die Aminosäuresequenzen variieren jedoch je nach Organismus.
Histon-Modifikationen
- Die primäre Aminosäuresequenz von Histonen variiert nicht, aber einzelne Histonmoleküle können aufgrund der chemischen Veränderungen, die später an einzelnen Aminosäuren stattfinden, in ihrer Struktur unterschiedlich sein. Diese chemischen Veränderungen treten hauptsächlich in den Varietäten H3 und H4 auf, und die meisten dieser Veränderungen sind reversibel. Modifizierte Histone haben sich als wichtig für die Bildung von Telomeren – das natürliche Ende eines eukaryotischen Chromosoms –, Zentromeren und Barr-Körperchen – einer Chromatinmasse, die bei Frauen vorkommt – erwiesen.
Neuartiges Histon – H5
- Die Entdeckung der neuen Histon-Variante H5 ist das Ergebnis umfangreicher Forschung. Histon H5 wurde zuerst in Hühnereythrozyten beobachtet. Später wurde es in Vogelroten Blutzellen nachgewiesen. Jüngste Forschung hat eine enge Ähnlichkeit zwischen Histon H5 und dem Kataboliten-Genaktivator (CAP)-Protein in ihren Strukturen gefunden.
Histone und ihre Funktionen
- Jede menschliche Zelle enthält etwa 300 Millionen Histonmoleküle. Histone helfen dabei, den gesamten DNA-Inhalt einer Zelle in die Chromosomen des Kerns einzuschließen. Sie sind auch mit der Bildung einer grundlegenden Chromatin-Untereinheit namens „Nukleosom“ assoziiert.
