Kluczowa różnica – histony kontra nukleosomy
Szacuje się, że ludzkie ciało zawiera około 50 bilionów komórek. W każdej komórce znajduje się genom złożony z 46 chromosomów. Te 46 chromosomów zawiera około 6 miliardów upakowanych par zasad DNA. Długość między dwiema parami zasad szacowana jest na 0,3 nm, a całkowita długość DNA w 46 chromosomach wynosi w przybliżeniu 2 metry. Obliczona całkowita długość DNA w ludzkim ciele to 100 bilionów metrów DNA. Ta całkowita długość chromosomalnego DNA jest ładnie upakowana wewnątrz jądra przez specjalne białka zwane histonami. Te kompleksy DNA i histonów są znane jako włókno chromatyny. Białka histonowe dostarczają energii do fałdowania lub zwijania DNA i ciasnego pakowania go w jądrze. Pakowanie DNA jest ważnym procesem u eukariontów i ułatwia akomodację całkowitej długości DNA w jądrze komórkowym. Podstawową jednostką pakowania DNA z białkami histonowymi jest nukleosom. Kluczową różnicą między histonami a nukleosomami jest to, że histony są białkami, które pakują i porządkują DNA w nukleosomy, podczas gdy nukleosomy są podstawowymi jednostkami pakowania DNA.
Czym są histony?
Białka histonowe są identyfikowane jako główny składnik białkowy włókna chromatyny. Są to białka alkaliczne. Białka te dostarczają energii i niezbędnych struktur do nawijania DNA i zmniejszania jego długości podczas pakowania DNA do jądra. Działają głównie jako szpule, w których DNA nawija się i stabilizuje. Dlatego białka histonowe są niezwykle ważne w organizowaniu chromosomów i pakowaniu materiału genetycznego w jądrze. Gdyby białka histonowe nie istniały, chromosomy by nie istniały, a odwinięte DNA rozciągnęłoby się na dużą długość, co utrudniałoby ich zlokalizowanie w jądrze.
Białka histonowe współpracują z białkami niehistonowymi w celu stabilizacji DNA. Dlatego obecność białek niehistonowych jest niezwykle ważna dla funkcji histonów. Białka histonowe stają się cząsteczkami białka rdzeniowego, tworząc nukleosomy, które są podstawowymi jednostkami chromatyny. W jednym nukleosomie znajduje się 8 białek histonowych. DNA zwija się kilka razy wokół oktomera rdzenia histonu i stabilizuje go.
Rysunek 01: Histony
A także białka histonowe biorą udział w regulacji genów. Pomagają kontrolować ekspresję genów. Białka histonowe są wysoce konserwatywne u gatunków, w przeciwieństwie do białek niehistonowych.
Co to są nukleosomy?
Nukleosom jest podstawową jednostką strukturalną pakowania DNA. Wygląda jak koralik w sznurku. Składa się z fragmentu DNA owiniętego wokół białek histonowych ułożonych w rdzeniowe białko histonowe. Białko histonowe rdzenia jest oktamerem złożonym z ośmiu białek histonowych. Osiem białek histonowych znajdujących się w oktomerze to cztery typy, a mianowicie H2A, H2B, H3 i H4. Z każdego typu do nukleosomu wchodzą dwie cząsteczki białka. Rdzeń DNA ciasno owija się wokół kulistego oktameru histonowego rdzenia i tworzy nukleosom. Nukleosomy są następnie układane w strukturę przypominającą łańcuch i ciasno owijane wokół dodatkowych białek histonowych, aby uzyskać stabilną chromatynę w chromosomach.
Rysunek 02: Nukleosom
Długość rdzeniowej nici DNA, która owija się wokół oktameru histonowego w nukleosomie, wynosi około 146 par zasad. Przybliżona średnica nukleosomu to 11 nm, a spirala nukleosomów w chromatynie (solenoidzie) ma średnicę 30 nm. Nukleosomy są wspierane przez dodatkowe białka histonowe, które pakują się w ciasno zwiniętą strukturę wewnątrz jądra.
Jakie są podobieństwa między histonami a nukleosomami?
- Zarówno histony, jak i nukleosomy są związane z pakowaniem DNA.
- Zarówno histony, jak i nukleosomy są niezbędne dla stabilności genomu.
- Zarówno histony, jak i nukleosomy są składnikami chromatyny.
- Zarówno histony, jak i nukleosomy są obecne w jądrze eukariontów.
Jaka jest różnica między histonami a nukleosomami?
Histony kontra nukleosomy |
|
| Histony to główne białka, które zapewniają energię i powierzchnię strukturalną do nawijania DNA wokół nich. | Nukleosomy to podstawowe jednostki pakowania DNA. |
| Kompozycja | |
| Histony to białka alkaliczne. | Nukleosomy składają się z białek histonowych, segmentów DNA i innych białek pomocniczych. |
Podsumowanie – histony kontra nukleosomy
Pakietowanie DNA jest ważnym procesem w organizmach eukariotycznych. Pozwala DNA pomieścić się w jądrze bez rozciągania i poddawania pęknięć i strat. Pakowanie DNA jest wspierane przez białka zwane histonami. Te białka histonowe działają jako główne białka podstawowych jednostek pakowania DNA i istnieją cztery główne typy. Podstawowa jednostka opakowania DNA to nukleosom. Nukleosom składa się z segmentu DNA owiniętego wokół rdzeniowego białka histonowego. Wygląda jak koralik w sznurku. Nukleosomy wspólnie tworzą strukturę włókna chromatyny. Na tym polega różnica histonów i nukleosomów.
Pobierz plik PDF z histonami kontra nukleosomy
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline zgodnie z notatką cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj: Różnica między histonami a nukleosomami
