Las histonas son un componente de los núcleos celulares. Su presencia es una característica distintiva entre los organismos unicelulares (bacterias fotosintéticas) y organismos multicelulares (humanos, animales o plantas). Solo unas pocas cepas bacterianas poseen proteínas que son similares a las histonas. La evolución ha producido histonas para acomodar mejor y más eficazmente la cadena de ADN muy larga, también llamada material genético, en las células de organismos superiores. Esto se debe a que si el genoma humano se separara, tendría entre 1 y 2 m de largo en total, dependiendo de la etapa celular en la que se encuentre la célula.
¿Qué son las histonas?
En organismos más desarrollados, las histonas se encuentran en los núcleos de las células y tienen un alto contenido de carga positiva. aminoácidos (principalmente lisina y arginina). Histona proteínas se dividen en cinco grupos principales: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Entre diferentes organismos, las secuencias de aminoácidos de los cuatro grupos H2A, H2B, H3 y H4 difieren poco, mientras que existen más diferencias para H1, una histona de enlace. En el rojo nucleado sangre células de aves, H1 es incluso completamente reemplazado por otro grupo de histonas importante, llamado H5. El alto grado de similitud de secuencia en la mayoría de las histonas proteínas significa que en la mayoría de los organismos el "empaquetamiento" del ADN ocurre de la misma manera, y la estructura tridimensional resultante es igualmente efectiva para la función de las histonas. Por lo tanto, en el curso de la evolución, el desarrollo de histonas debe haber ocurrido muy temprano y mantenerse de esta manera, incluso antes de que evolucionaran los mamíferos o los humanos.
Anatomía y estructura
Una vez que una nueva cadena de ADN de individuo bases (llamados nucleótidos) se forma en una célula, debe estar "empaquetada". Para hacer esto, las proteínas histonas se dimerizan, cada una de las cuales forma dos tetrámeros. Finalmente, un núcleo de histona consta de dos tetrámeros, el octámero de histonas, alrededor del cual la hebra de ADN se envuelve y penetra parcialmente. Por lo tanto, el octámero de histonas está en la estructura tridimensional dentro de la hebra de ADN enrollada. Las ocho proteínas histonas con el ADN a su alrededor forman el complejo general de un nucleosoma. La región de ADN entre dos nucleosomas se llama ADN enlazador y comprende aproximadamente 20-80 nucleótidos. El ADN enlazador es responsable de la "entrada" y la "salida" del ADN en el octámero de histonas. Por tanto, un nucleosoma consta de aproximadamente 146 nucleótidos, una porción de ADN enlazador y ocho proteínas histonas, de modo que los 146 nucleótidos se envuelven alrededor del octámero de histonas 1.65 veces. Además, cada nucleosoma está asociado con una molécula H1, de modo que los sitios de entrada y salida del ADN se mantienen unidos por la histona enlazadora, lo que aumenta la compacidad del ADN. Un nucleosoma tiene aproximadamente 10-30 nm de diámetro. Se forman muchos nucleosomas cromatina, una cadena larga de ADN-histona que parece una cadena de cuentas bajo el microscopio electrónico. Los nucleosomas son las "perlas" que están rodeadas o conectadas por el ADN en forma de hilo. Bastantes proteínas que no son histonas apoyan la formación de los nucleosomas individuales o de la totalidad cromatina, que finalmente forma al individuo cromosomas cuando una célula se va a dividir. Cromosomas son el tipo máximo de condensación de cromatina y son visibles por microscopía óptica durante la división nuclear de una célula.
Función y tareas
Como se mencionó anteriormente, las histonas son proteínas básicas con carga positiva, por lo que interactúan con el ADN cargado negativamente por atracción electrostática. El ADN "envuelve" los octámeros de histonas de tal manera que el ADN se vuelve más compacto y encaja en el núcleo de cada célula. En este proceso, el H1 tiene la función de compactar la estructura superior de la cromatina y normalmente evita la transcripción y, por tanto, la traducción, es decir, la traducción de esta porción de ADN en proteínas a través de un ARNm. Dependiendo de si la célula está “en reposo” (interfase) o dividiéndose, la cromatina está menos o más condensada, es decir, empaquetada. En la interfase, grandes porciones de cromatina están menos condensadas y, por lo tanto, se pueden transcribir en ARNm, es decir, leer y luego traducir a proteínas. Por tanto, las histonas regulan la gen actividad de genes individuales en su vecindad y permiten la transcripción y la formación de cadenas de ARNm. Cuando una célula entra en división celular, el ADN no se traduce en proteínas, sino que se distribuye uniformemente entre las dos células hijas que se forman. Por lo tanto, la cromatina está altamente condensada y, además, estabilizada por las histonas. cromosomas se vuelven visibles y se pueden distribuir a las células recién formadas con la ayuda de muchas otras proteínas no histonas.
Enfermedades
Las histonas son fundamentales en la formación de un nuevo ser vivo. Si, debido a mutaciones en los genes de las histonas, no se pueden formar una o más de las proteínas de las histonas, ese organismo no es viable y el desarrollo posterior finaliza prematuramente. Esto se debe principalmente a la conservación de alta secuencia de histonas. Sin embargo, se sabe desde hace algún tiempo que en niños y adultos con diversas enfermedades malignas cerebro tumores, pueden ocurrir mutaciones en los diversos genes de histonas de las células tumorales. Especialmente en los llamados gliomas, se han descrito mutaciones en los genes de las histonas. Además, se han descubierto piezas terminales cromosómicas alargadas en estos tumores. Estos, llamados telómeros, las secciones finales de los cromosomas son normalmente responsables de la longevidad de los cromosomas. En este contexto, parece que el alargado telómeros en los tumores con mutaciones de histonas dan a estas células degeneradas una ventaja de supervivencia. Mientras tanto, otros tipos de células cancerosas se sabe que tienen mutaciones en varios genes de histonas y, por lo tanto, producen proteínas de histonas mutadas que no realizan sus tareas reguladoras o lo hacen solo de manera deficiente. Estos hallazgos se están utilizando actualmente para desarrollar formas de terapia forestal también para tumores particularmente malignos y agresivos.
