Histon (eiwit)
Histonen zijn eiwitten die worden aangetroffen in eukaryote celkernen, die het DNA verpakken in structurele eenheden die nucleosomen worden genoemd. Zij zijn de voornaamste eiwitbestanddelen van chromatine, het actieve bestanddeel van chromosomen.
Histonen fungeren als spoelen waar het DNA omheen wikkelt, en spelen een rol bij de genregulatie. Zonder histonen zou het afgewikkelde DNA in chromosomen erg lang zijn. Elke menselijke cel heeft bijvoorbeeld ongeveer 1,8 meter DNA, maar omwonden door de histonen heeft hij ongeveer 90 millimeter chromatine, die, wanneer ze tijdens de mitose worden gedupliceerd en gecondenseerd, resulteren in ongeveer 120 micrometer chromosomen.
Assemblage van histonen in een nucleosoom
Functies
DNA-strengen verdichten
Histonen fungeren als spoelen waar DNA omheen kronkelt. Hierdoor worden de grote genomen van eukaryoten samengeperst zodat ze in de celkernen passen. De samengeperste molecule is 40.000 keer korter dan een onverpakte molecule.
Chromatineregulatie
Histonen ondergaan veranderingen waardoor hun interactie met DNA en nucleaire eiwitten verandert. Langdurige veranderingen in de interactie tussen histon en DNA veroorzaken epigenetische effecten. Combinaties van modificaties worden geacht een code te vormen, de zogenaamde histoncode. Histon-modificaties spelen een rol bij diverse biologische processen, zoals genregulering, DNA-reparatie en chromosoomcondensatie (mitose).
Voorbeelden
Voorbeelden van histonmodificaties in de transcriptieregulatie zijn:
| Type wijziging | Histon | ||||||
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| mono-methylering | activering | activering | activering | activering | activering | activering | |
| di-methylering | onderdrukking | onderdrukking | activering | ||||
| tri-methylering | activering | onderdrukking | onderdrukking | activering, | onderdrukking | ||
| acetylatie | activering | activering | |||||
DNA aan de buitenkant kronkelend rond histon aan de binnenkant. Bovenaanzicht door spiraalvormige as
Geschiedenis
Histonen werden in 1884 ontdekt door Albrecht Kossel. Het woord "histon" dateert van het einde van de 19e eeuw en is afgeleid van het Duitse "Histon", van onzekere oorsprong: misschien van het Griekse histanai of van histos. Tot het begin van de jaren negentig werden histonen afgedaan als louter verpakkingsmateriaal voor kern-DNA. In het begin van de jaren negentig werden de regulerende functies van histonen ontdekt.
De ontdekking van het H5 histon lijkt te dateren uit de jaren 1970.
Instandhouding over soorten
Histonen worden aangetroffen in de kernen van eukaryote cellen, en in bepaalde Archaea, namelijk Euryarchaea, maar niet in bacteriën. Histon-eiwitten behoren tot de meest geconserveerde eiwitten bij eukaryoten, hetgeen erop wijst dat zij van vitaal belang zijn voor de biologie van de celkern. Rijpe spermacellen daarentegen gebruiken grotendeels protamines om hun genomisch DNA te verpakken, waarschijnlijk om een nog hogere verpakkingsratio te bereiken.
Kernhistonen zijn sterk geconserveerde eiwitten, d.w.z. dat er zeer weinig verschillen zijn tussen de aminozuursequenties van de histon-eiwitten van verschillende soorten. Linker histon heeft gewoonlijk meer dan één vorm binnen een soort en is ook minder geconserveerd dan de kern histonen.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn histonen?
A: Histonen zijn eiwitten in eukaryote celkernen die DNA verpakken in structurele eenheden die nucleosomen worden genoemd.
V: Wat is de functie van histonen?
A: De functie van histonen is om te fungeren als spoelen waar DNA omheen kronkelt, DNA te verpakken in nucleosomen en een rol te spelen in genregulatie.
V: Wat zou er gebeuren zonder histonen?
A: Zonder histonen zou het afgewikkelde DNA in chromosomen erg lang zijn.
V: Hoeveel DNA zit er in elke menselijke cel?
A: Elke menselijke cel heeft ongeveer 1,8 meter DNA.
V: Hoeveel chromatine heeft elke menselijke cel?
A: Elke menselijke cel heeft ongeveer 90 millimeter chromatine.
V: Wat gebeurt er tijdens mitose?
A: Tijdens mitose wordt chromatine gedupliceerd en gecondenseerd, wat resulteert in ongeveer 120 micrometer chromosomen.
V: Wat is de rol van histonen in chromosomen?
A: Histonen zijn de belangrijkste eiwitcomponenten van chromatine, het actieve bestanddeel van chromosomen.
