ヒストンアセチル化とは?

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著者: Monica Porter
作成日: 15 行進 2021
更新日: 14 5月 2024
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ヒストンは、細胞の核(単数形:核)に見られる基本的なタンパク質です。これらのタンパク質は、あらゆる生物の遺伝的「青」であるDNAの非常に長い鎖を、核内の比較的小さな空間に収まる凝縮構造に組織化するのに役立ちます。それらをスプールと考えてください。これは、長い糸を単に引き出して引き出しの中に投げ込んだ場合よりも、より多くの糸を小さな引き出しの中に収めることができます。

ヒストンは、単にDNA鎖の足場として機能するわけではありません。また、特定の遺伝子(つまり、単一のタンパク質産物に関連するDNAの長さ)が「発現」または活性化されてRNAを転写し、最終的に特定の遺伝子のタンパク質産物が製造指示を転写するときに影響を及ぼすことにより、遺伝子調節に参加します。これは、ヒストンの化学構造をわずかに変更することによって制御されます。 アセチル化 そして 脱アセチル化.

ヒストンの基礎

ヒストンタンパク質は塩基であり、これは正味の正電荷を運ぶことを意味します。 DNAは負に帯電しているため、ヒストンとDNAは容易に相互に結合し、前述の「スプーリング」が発生します。 8つのヒストンの複合体に巻き付けられた多くの長さのDNAの単一のインスタンスが、いわゆる ヌクレオソーム。顕微鏡検査では、染色分体(すなわち、染色体鎖)上の連続したヌクレオソームは、糸上のビーズに似ています。

ヒストンのアセチル化

ヒストンのアセチル化は、ヒストン分子の一端にあるリジンの「残基」に、3炭素の分子であるアセチル基を付加することです。リジンはアミノ酸であり、20個程度のアミノ酸はタンパク質の構成要素です。これは、酵素ヒストンアセチルトランスフェラーゼ(HAT)によって触媒されます。

このプロセスは、染色分体上の近くの遺伝子のいくつかをRNAに転写しやすくし、他の遺伝子を転写させにくい化学的な「スイッチ」として機能します。これは、ヒストンを介したDNAのアセチル化により、実際にDNA塩基対を変更することなく遺伝子機能が変化することを意味します。 エピジェネティック (「epi」は「on」を意味します)。これは、DNAの形状を変更すると、事実上遺伝子に秩序を与える調節タンパク質の「ドッキングサイト」が多く露出するために発生します。

ヒストンの脱アセチル化

ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)はHATの反対を行います。つまり、ヒストンのリジン部分からアセチル基を除去します。理論上はこれらの分子は互いに「競合」しますが、HATとHDACの両方の部分を含むいくつかの大きな複合体が特定されており、DNAレベルとアセチル基の追加と削除で多くの微調整が行われることが示唆されています。

HATとHDACは両方とも、人体の発達過程で重要な役割を果たしており、これらの酵素が適切に制御されていないことは、多くの病気、特に癌の進行に関連しています。