Histonlar

HİSTON PROTEİNLERİ

Histonlar, ökaryotik hücrelerin kromatin yapılarında yer almaktadır. Prokaryotlarda histonlara rastlanmaz. Histonların moleküler ağırlığı 11.000 ve 21.000 dalton arasında değişmektedir. Histonlar bazik amino asitler olan arjinin ve lizin bakımından oldukça zengin proteinlerdir.  Lizin ve arjinin  amino asitleri fizyolojik pH olan 7 civarında protonlanır ve artı (+) yük kazanır. Histon proteini üzerindeki bu + yükler, çift sarmallı DNA üzerinde bulunan negatif yüklerle birleşir ve elektrostatik bir çekim meydana gelir ve DNA-histon kompleksi oluşur. 

Histon proteinin bölümleri

Kompozisyon ve molekül ağırlığı bakımında 5 çeşit histon proteini mevcuttur. Histon H1 %29 oranında lizin ihtiva etmekte ve bu yüzden lizince-zengin histon olarak kabul edilmektedir. H2A ve H2B histonlarına, lizince ve arjinince zengin histonlar adı verilmektedir. Fakat bu tip histonlarda lizin miktarı arjinin miktarından daha fazladır. H3 ve H4 histonları da bol miktarda lizin ve arjinin ihtiva etmektedirler. Fakat bu histonlarda arjinince ( %3-3,5 lizine göre daha fazla) daha zengindir. Ökaryotik canlılarda H3 ve H4 histonları amino asit dizilimi olarak birbirlerine oldukça yakındırlar. Diğerleri ise H1, H2A ve H3B birbirlerine daha az benzerler. Histonlardan her biri farklı yapı göstermektedir. Çünkü onların yapısında bulunan amino asitlerin yan zincirleri yani R grupları enzimatik olarak metile, fosforile ve asetile edilerek modifikasyona uğratılmıştır. Emil SMITH ve De LANGE  H4 histonun farklı canlılarda benzer amino asit dizisine sahip olduğunu dana timusu ve çimlenmiş bezelyeden izole edilen histonların karşılaştırılması ile göstermişlerdir.

H3 ve H4 histonlarının amino asit dizisinde %1 oranında değişiklik gerektiren periyoda evrimsel ünit periyodu adı verilmektedir.  H3 histonunun yapısındaki amino asit dizisinin %1 oranında değişmesi için gerekli zaman 300 milyon yıl, H4 histonunun amino asit dizisinde %1 oranındaki bir değişiklik için ise 600 milyon yıl gerektiği hesaplanmıştır. Bu bilgilerin ışığında H3 ve H4 histonlarının uzun yıllar değişmeden sabit kalması, bu iki histonun ökaryotların ilk evrimselleşmesi döneminde de çok önemli rol oynadığını kuvvetle desteklemektedir.

NÜKLEOZOMLAR KROMATİN FİBRİLİ BOYUNCA TEKRAR EDEN ÜNİTELERDİR; 

Roger KORNBER, 1974 yıllarında, 200 baz çiftinden meydana gelmiş olan kromatinin çift sarmallı bir DNA ile H2A, H2B,H3 ve H4 histonlarının ikişer monomerinin bir araya gelmesi ile oluşan oktomer bir yapının tekrarından ibaret olduğunu önermiştir. Bugün kromatin boyunca tekrar eden bu ünitelere nükleozom adı verilmektedir.  Bu oktomerin çapı yaklaşık 100-110 Armstrong 'dur. İki nükleozom arasında H1 histonuna bağlı, organizma türüne ve hücre tipine göre değişen 20-120 nükleotit çiftinden oluşan çift sarmallı düz bir DNA zinciri bulunmaktadır. Örneğinin insan kromatininde iki nükleozom arasında H1 histonu ve 50 nükleotit çiftinden oluşan çift sarmallı düz bir DNA zinciri bulunmaktadır. İki nükleozom arasındaki düz DNA zinciri, kromatinin kolaylıkla eğilip bükülmesini sağlamaktadır. Kromatin lifleri boyunca boncuk tanesi gibi dizilen nükleozom tanecikler, ökaryotik hücrelerde DNA zincirinin boyunun kısalmasını ve iyi bir şekilde paketlenmesini sağlamaktadır. Şüphesiz bu olayda non-histon proteinlerde rol oynamaktadır. 

Nükleozom Yapısı