Histoneja

Histoneja ovat pienikokoisia, erittäin positiivisesti varautuneita proteiineja, jotka sitovat DNA:ta ja mahdollistavat sen pakkaamisen sekä organisoitumisen solun ytimeen. Nukleosomi on perusrakenteellinen yksikkö; siinä histonien H2A-, H2B-, H3- ja H4-oktameri toimii DNA:n ympärillä ja noin 147 emäspaarin pituinen DNA kiertyy noin 1,65 kierrosta. Tämä rakenne muodostaa kromatiinin perustan ja säätelee geenien pääsyä lukulaitteisiin sekä muita kromatiinin toimintoja.

Histoneilla on lisäksi linker-histoni H1, joka sijaitsee nukleosomien välissä ja osallistuu korkeampien kromatiinikerrosten rakentamiseen. H1:n sitoutuminen vahvistaa nukleosomeiden välistä kontaktia ja edistää kromatiinin tiivistymistä.

Histoneja esiintyy myös variantteina. Esimerkkejä ovat CENP-A, joka määrittää centromerien aseman, H3.3 ja H2A.Z, jotka ovat replikaatioon liittymättömiä tai toiminnallisesti erityisiä histoneja. Histonivariantit voivat vaikuttaa kromatiinin sijaintiin ja toimintaan tietyissä solun tiloissa.

Histonien post-translaatiot modifioidaan monin tavoin. Yleisimmät modifikaatiot ovat asetylaatio, metylaatio, fosforylaatio ja ubiquitylaatio, jotka vaikuttavat DNA:n saatavuuteen ja kromatiinin rakenteeseen. Modifikaatioita tulkitaan kirjoittajien (writers), poistajien (erasers) ja lukijoiden (readers) kautta, mikä muodostaa ns. histonikoodin. Näiden säätelymekanismien kautta histonien tila ohjaa geenien ilmentymistä, DNA:n korjausta ja solujen kehitystä.

Histonien toiminta on keskeinen osa kromatiinin dynamiikkaa, ja niiden tutkimus valaisee geenien säätelyn mekanismeja sekä taustalla olevia sairauksia.