Istone

Funzioni

Compattazione dei filamenti di DNA

Gli istoni agiscono come bobine attorno alle quali si avvolge il DNA. Questo impacchetta i grandi genomi degli eucarioti per adattarli ai nuclei delle cellule. La molecola compattata è 40.000 volte più corta di una molecola non imballata.

Regolazione della cromatina

Gli istoni subiscono cambiamenti che alterano la loro interazione con il DNA e le proteine nucleari. I cambiamenti a lungo termine nell'interazione istone/DNA causano effetti epigenetici. Si pensa che le combinazioni di modifiche costituiscano un codice, il cosiddetto codice degli istoni. Le modifiche degli istoni agiscono in diversi processi biologici come la regolazione dei geni, la riparazione del DNA e la condensazione dei cromosomi (mitosi).

Esempi

Esempi di modifiche degli istoni nella regolazione della trascrizione includono:

Tipo di modifica	Istone
	H3K4	H3K9	H3K14	H3K27	H3K79	H4K20	H2BK5
mono-metilazione	attivazione	attivazione		attivazione	attivazione	attivazione	attivazione
di-metilazione		repressione		repressione	attivazione
tri-metilazione	attivazione	repressione		repressione	attivazione, repressione		repressione
acetilazione		attivazione	attivazione

DNA all'esterno che si avvolge intorno all'istone all'interno. Vista dall'alto attraverso l'asse elicoidale

Storia

Gli istoni sono stati scoperti nel 1884 da Albrecht Kossel. La parola "istone" risale alla fine del XIX secolo e viene dal tedesco "Histon", di origine incerta: forse dal greco histanai o da histos. Fino ai primi anni 1990, gli istoni sono stati liquidati come semplice materiale di imballaggio per il DNA nucleare. Durante i primi anni 1990, sono state scoperte le funzioni di regolazione degli istoni.

La scoperta dell'istone H5 sembra risalire al 1970.

Conservazione attraverso le specie

Gli istoni si trovano nei nuclei delle cellule eucariotiche e in alcuni Archaea, in particolare gli Euryarchaea, ma non nei batteri. Le proteine degli istoni sono tra le proteine più altamente conservate negli eucarioti, il che suggerisce che sono vitali per la biologia del nucleo. Al contrario, gli spermatozoi maturi usano in gran parte le protamine per impacchettare il loro DNA genomico, molto probabilmente per ottenere un rapporto di impacchettamento ancora più elevato.

Gli istoni del nucleo sono proteine altamente conservate, cioè, ci sono pochissime differenze tra le sequenze di aminoacidi delle proteine istone di specie diverse. L'istone linker di solito ha più di una forma all'interno di una specie ed è anche meno conservato degli istoni del nucleo.