![DNA-Methylierung + Histonmodifikation [Epigenetische Regulation von Genen] - (Biologie, Oberstufe)](https://i.ytimg.com/vi/c6o7Z1qOXcc/hqdefault.jpg)
Inhalt
Histone sind Grundproteine, die im Zellkern (Singular: Nucleus) vorkommen. Diese Proteine helfen, sehr lange DNA-Stränge, das genetische "Blau" jedes Lebewesens, in kondensierten Strukturen zu organisieren, die in vergleichsweise kleine Räume innerhalb des Kerns passen. Stellen Sie sich diese als Spulen vor, die es ermöglichen, dass viel mehr Fäden in eine kleine Schublade passen, als dies der Fall wäre, wenn lange Fadenlängen einfach in die Schublade gewickelt und geworfen würden.
Histone dienen nicht nur als Gerüst für DNA-Stränge. Sie nehmen auch an der Genregulation teil, indem sie beeinflussen, wann bestimmte Gene (d. H. Längen von DNA, die mit einem einzelnen Proteinprodukt assoziiert sind) "exprimiert" oder aktiviert werden, um RNA zu transkribieren, und letztendlich trägt das Proteinprodukt eines bestimmten Gens Anweisungen zur Herstellung. Dies wird durch geringfügige Veränderung der chemischen Struktur der Histone über verwandte Prozesse gesteuert Acetylierung und Deacetylierung.
Histon-Grundlagen
Histonproteine sind Basen, was bedeutet, dass sie eine positive Nettoladung tragen. Da DNA negativ geladen ist, verbinden sich Histon und DNA leicht miteinander, wodurch das oben erwähnte "Spulen" auftreten kann. Eine einzelne Instanz vieler DNA-Längen, die um einen Komplex von acht Histonen gewickelt ist, bildet das, was man a nennt Nukleosom. Bei mikroskopischer Untersuchung ähneln aufeinanderfolgende Nukleosomen auf einem Chromatid (d. H. Einem Chromosomenstrang) Perlen auf einer Schnur.
Acetylierung von Histonen
Histonacetylierung ist die Addition einer Acetylgruppe, eines Moleküls mit drei Kohlenstoffatomen, an einen Lysinrest an einem Ende eines Histonmoleküls. Lysin ist eine Aminosäure und die ungefähr 20 Aminosäuren sind die Bausteine von Proteinen. Dies wird durch das Enzym Histonacetyltransferase (HAT) katalysiert.
Dieser Prozess dient als chemischer "Schalter", der es wahrscheinlicher macht, dass einige der in der Nähe befindlichen Gene auf dem Chromatid in RNA transkribiert werden, während andere weniger wahrscheinlich transkribiert werden. Dies bedeutet, dass die DNA-Acetylierung über Histone die Genfunktion verändert, ohne dass tatsächlich DNA-Basenpaare verändert werden. Dieser Effekt wird als bezeichnet epigenetisch ("epi" bedeutet "auf"). Dies geschieht, weil Änderungen der Form der DNA mehr "Andockstellen" für regulatorische Proteine freigeben, die den Genen tatsächlich Befehle erteilen.
Deacetylierung von Histonen
Histondeacetylase (HDAC) macht das Gegenteil von HAT; das heißt, es entfernt eine Acetylgruppe von einem Lysinanteil von Histon. Obwohl diese Moleküle theoretisch miteinander "konkurrieren", wurden einige große Komplexe identifiziert, die sowohl HAT- als auch HDAC-Anteile enthalten, was darauf hindeutet, dass eine große Feinabstimmung auf der Ebene der DNA und der Addition und Subtraktion von Acetylgruppen erfolgt.
HAT und HDAC spielen beide eine wichtige Rolle bei Entwicklungsprozessen im menschlichen Körper, und das Versagen dieser Enzyme, richtig reguliert zu werden, wurde mit dem Fortschreiten einer Reihe von Krankheiten in Verbindung gebracht, darunter auch Krebs.