NộI Dung
Histones là các protein cơ bản được tìm thấy trong nhân (số ít: nhân) của các tế bào. Những protein này giúp tổ chức các chuỗi DNA rất dài, "màu xanh" di truyền của mọi sinh vật, thành các cấu trúc cô đặc có thể phù hợp với các không gian tương đối nhỏ trong nhân. Hãy nghĩ về chúng như những cuộn chỉ, cho phép rất nhiều sợi vừa khít bên trong một ngăn kéo nhỏ hơn là trường hợp nếu các sợi dài chỉ đơn giản được kéo lên và ném vào trong ngăn kéo.
Histones không chỉ phục vụ như là giàn giáo cho các chuỗi DNA. Họ cũng tham gia vào quá trình điều hòa gen bằng cách ảnh hưởng khi một số gen nhất định (nghĩa là độ dài DNA liên kết với một sản phẩm protein) được "biểu hiện" hoặc được kích hoạt để phiên mã RNA và cuối cùng là sản phẩm protein mà một gen đã cho mang theo hướng dẫn. Điều này được kiểm soát bằng cách thay đổi một chút cấu trúc hóa học của histones thông qua các quá trình liên quan được gọi là acetyl hóa và khử sắt.
Nguyên tắc cơ bản của Histone
Protein histone là các bazơ, ngụ ý rằng chúng mang điện tích dương. Vì DNA tích điện âm, histone và DNA dễ dàng liên kết với nhau, cho phép xảy ra tình trạng "spooling" đã nói ở trên. Một trường hợp duy nhất có nhiều chiều dài DNA được bao bọc xung quanh phức hợp gồm tám histone tạo thành cái được gọi là nucleosome. Khi kiểm tra bằng kính hiển vi, các nhiễm sắc thể liên tiếp trên một nhiễm sắc thể (tức là một chuỗi nhiễm sắc thể) giống như các hạt trên chuỗi.
Acetyl hóa histone
Quá trình acetyl hóa histone là việc bổ sung một nhóm acetyl, một phân tử ba carbon, vào "dư lượng" lysine ở một đầu của một phân tử histone. Lysine là một axit amin và 20 axit amin là các khối protein. Điều này được xúc tác bởi enzyme histone acetyltransferase (HAT).
Quá trình này đóng vai trò là một "công tắc" hóa học làm cho một số gen gần đó trên nhiễm sắc thể có nhiều khả năng được phiên mã thành RNA trong khi làm cho các gen khác ít có khả năng được phiên mã. Điều này có nghĩa là quá trình acetyl hóa DNA thông qua histones làm thay đổi chức năng gen mà không thực sự thay đổi bất kỳ cặp DNA cơ sở nào, một hiệu ứng được gọi là biểu sinh ("epi" có nghĩa là "khi"). Điều này xảy ra bởi vì những thay đổi về hình dạng của DNA làm lộ ra nhiều "vị trí lắp ghép" hơn đối với các protein điều tiết, thực tế, sẽ ra lệnh cho các gen.
Khử acetyl của histones
Histone deacetylase (HDAC) làm ngược lại với HAT; nghĩa là, nó loại bỏ một nhóm acetyl từ một phần lysine của histone. Mặc dù các phân tử này trên lý thuyết "cạnh tranh" với nhau, một số phức chất lớn đã được xác định có chứa cả hai phần HAT và HDAC, cho thấy rất nhiều sự tinh chỉnh xảy ra ở cấp độ DNA và cộng và trừ các nhóm acetyl.
Cả HAT và HDAC đều đóng vai trò quan trọng trong các quá trình phát triển trong cơ thể con người và sự thất bại của các enzyme này được điều chỉnh hợp lý có liên quan đến sự tiến triển của một số bệnh, ung thư trong số đó.