हिस्टोन

हिस्टोन कोशिका नाभिक का हिस्सा हैं। उनकी उपस्थिति एककोशिकीय जीवों (बैक्टीरिया) और बहुकोशिकीय जीवों (मनुष्यों, जानवरों या पौधों) के बीच एक विशिष्ट विशेषता है। बहुत कम बैक्टीरिया के उपभेदों में प्रोटीन होते हैं जो हिस्टोन के समान होते हैं। विकास ने बहुत लंबी डीएनए श्रृंखला को समायोजित करने के लिए हिस्टोन का उत्पादन किया है, जिसे आनुवंशिक सामग्री के रूप में भी जाना जाता है, उच्च जीवित चीजों की कोशिकाओं में बेहतर और अधिक प्रभावी ढंग से। क्योंकि अगर मानव जीनोम अनलॉउंड था, तो यह लगभग 1-2 मीटर लंबा होगा, यह सेल स्टेज पर निर्भर करता है जिसमें सेल होता है।

हिस्टोन क्या हैं?

अधिक विकसित जीवों में, कोशिका नाभिक में हिस्टोन्स होते हैं और सकारात्मक चार्ज किए गए अमीनो एसिड (विशेष रूप से लाइसिन और आर्जिनिन) का उच्च अनुपात होता है। हिस्टोन प्रोटीन को पांच मुख्य समूहों - एच 1, एच 2 ए, एच 2 बी, एच 3 और एच 4 में विभाजित किया गया है। चार समूहों एच 2 ए, एच 2 बी, एच 3 और एच 4 के अमीनो एसिड अनुक्रम विभिन्न जीवित प्राणियों के बीच शायद ही भिन्न होते हैं, जबकि एक जोड़ने वाले हिस्टोन एच 1 के लिए अधिक अंतर हैं। पक्षियों के नाभिक युक्त लाल रक्त कोशिकाओं के मामले में, H1 को पूरी तरह से एक अन्य मुख्य हिस्टोन समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है, जिसे 5 कहा जाता है।

अधिकांश हिस्टोन प्रोटीन में अनुक्रम की महान समानता का मतलब है कि अधिकांश जीवों में डीएनए की "पैकेजिंग" उसी तरह से होती है और परिणामस्वरूप तीन आयामी संरचना हिस्टोन के कार्य के लिए समान रूप से प्रभावी होती है। विकास के क्रम में, हिस्टोन का विकास बहुत पहले हुआ होगा और स्तनधारियों या मनुष्यों के उभरने से पहले भी इसे बनाए रखा जाना चाहिए।

एनाटॉमी और संरचना

जैसे ही एक सेल में अलग-अलग ठिकानों (न्यूक्लियोटाइड्स) से एक नई डीएनए श्रृंखला बनती है, इसे "पैक" करना पड़ता है। इस प्रयोजन के लिए, हिस्टोन प्रोटीन मंद होते हैं, जो तब प्रत्येक दो टेट्रामर्स बनाते हैं। अंत में, एक हिस्टोन कोर में दो टेट्रामर्स होते हैं, हिस्टोन ओक्टेमर, जिसके चारों ओर डीएनए स्ट्रैंड लपेटा जाता है और आंशिक रूप से प्रवेश करता है। हिस्टोन ऑक्टामर इस प्रकार मुड़ डीएनए स्ट्रैंड के भीतर त्रि-आयामी संरचना में स्थित है।

उनके चारों ओर डीएनए के साथ आठ हिस्टोन प्रोटीन एक नाभिक के पूरे परिसर का निर्माण करते हैं। दो न्यूक्लियोसोम के बीच डीएनए के क्षेत्र को लिंकर डीएनए कहा जाता है और इसमें लगभग 20-80 न्यूक्लियोटाइड शामिल होते हैं। लिंकर डीएनए हिस्टोन ओक्टामर डीएनए "प्रवेश" और "छोड़ने" के लिए जिम्मेदार है। एक न्यूक्लियोसोम में इस प्रकार लगभग 146 न्यूक्लियोटाइड्स, एक लिंकर डीएनए भाग और आठ हिस्टोन प्रोटीन होते हैं, जिससे हिस्टोरोन ऑक्टेमर के चारों ओर 146 न्यूक्लियोटाइड्स 1.65 बार लपेटते हैं।

इसके अलावा, प्रत्येक न्यूक्लियोसोम एक H1 अणु से जुड़ा होता है, ताकि कनेक्टिंग हिस्टोन द्वारा डीएनए के प्रवेश और निकास बिंदुओं को एक साथ रखा जाता है और डीएनए की कॉम्पैक्टनेस बढ़ जाती है। एक न्यूक्लियोसोम का व्यास लगभग 10-30 एनएम होता है। कई न्यूक्लियोसोम क्रोमेटिन बनाते हैं, एक लंबी डीएनए-हिस्टोन श्रृंखला जो इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे मोती की एक स्ट्रिंग की तरह दिखती है। न्यूक्लियोसोम "मोती" होते हैं जो स्ट्रिंग-जैसे डीएनए से घिरे या जुड़े होते हैं।

गैर-हिस्टोन प्रोटीन की एक संख्या व्यक्तिगत न्यूक्लियोसोम या पूरे क्रोमेटिन के गठन का समर्थन करती है, जो अंततः एक कोशिका को विभाजित करने के लिए व्यक्तिगत गुणसूत्र बनाती है। क्रोमोसोम क्रोमैटिन के अधिकतम प्रकार के संपीड़न हैं और सेल के नाभिक विभाजन के दौरान प्रकाश माइक्रोस्कोपी द्वारा पहचाने जा सकते हैं।

कार्य और कार्य

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, हिस्टोन एक सकारात्मक चार्ज के साथ बुनियादी प्रोटीन हैं, इसलिए वे इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के माध्यम से नकारात्मक चार्ज किए गए डीएनए के साथ बातचीत करते हैं। हिस्टोन ऑक्टामर्स के चारों ओर डीएनए "लपेटता है" ताकि डीएनए अधिक कॉम्पैक्ट हो जाए और प्रत्येक कोशिका के नाभिक में फिट हो जाए। H1 में उच्च-स्तरीय क्रोमैटिन संरचना को संपीड़ित करने का कार्य होता है और ज्यादातर प्रतिलेखन को रोकता है और इस प्रकार अनुवाद होता है, अर्थात इस डीएनए भाग का अनुवाद mRNA के माध्यम से प्रोटीन में होता है।

इस पर निर्भर करता है कि कोशिका "आराम" (इंटरफेज़) है या विभाजित है, क्रोमैटिन कम या अधिक दृढ़ता से संघनित है, अर्थात पैक किया गया है। इंटरफेज़ में, क्रोमैटिन के बड़े हिस्से कम संघनित होते हैं और इसलिए उन्हें mRNAs में स्थानांतरित किया जा सकता है, अर्थात पढ़ा और बाद में प्रोटीन में अनुवादित किया जाता है। हिस्टोन अपने आसपास के क्षेत्र में व्यक्तिगत जीन की जीन गतिविधि को विनियमित करते हैं और प्रतिलेखन और mRNA किस्में के निर्माण की अनुमति देते हैं।

जब एक कोशिका विभाजित होने लगती है, तो डीएनए का प्रोटीन में अनुवाद नहीं किया जाता है, बल्कि दो बेटी कोशिकाओं के बीच समान रूप से वितरित किया जाता है। क्रोमैटिन इसलिए दृढ़ता से संघनित होता है और इसके अलावा हिस्टोन द्वारा स्थिर होता है। गुणसूत्र दिखाई देते हैं और कई अन्य गैर-हिस्टोन प्रोटीन की मदद से नई उभरती कोशिकाओं में वितरित किए जा सकते हैं।

रोग

नए जीवित प्राणी के निर्माण में हिस्टोन आवश्यक है। यदि, हिस्टोन जीन में उत्परिवर्तन के कारण, एक या अधिक हिस्टोन प्रोटीन का गठन नहीं किया जा सकता है, तो यह जीव व्यवहार्य नहीं है और समय से पहले विकास को रोक दिया जाता है। यह मुख्य रूप से हिस्टोन के उच्च अनुक्रम संरक्षण के कारण है।

हालांकि, यह कुछ समय के लिए जाना जाता है कि विभिन्न घातक मस्तिष्क ट्यूमर वाले बच्चों और वयस्कों में, ट्यूमर कोशिकाओं के विभिन्न हिस्टोन जीन में उत्परिवर्तन हो सकता है। हिस्टोन जीन में उत्परिवर्तनों को तथाकथित ग्लिओमास में सबसे ऊपर वर्णित किया गया है। इन ट्यूमर में बढ़े हुए गुणसूत्र पूंछ भी पाए गए हैं। गुणसूत्रों के ये अंत खंड, जिन्हें टेलोमेरस कहा जाता है, सामान्य रूप से गुणसूत्रों की दीर्घायु के लिए जिम्मेदार होते हैं। इस संदर्भ में, ऐसा प्रतीत होता है कि हिस्टोन म्यूटेशन के साथ ट्यूमर में बढ़े हुए टेलोमेरेस इन पतित कोशिकाओं को एक जीवित लाभ देते हैं।

इस बीच, अन्य प्रकार के कैंसर ज्ञात हैं जो विभिन्न हिस्टोन जीन में उत्परिवर्तन करते हैं और इस प्रकार उत्परिवर्तित हिस्टोन प्रोटीन का उत्पादन करते हैं जो केवल या केवल उनके नियामक कार्यों को खराब नहीं करते हैं। इन निष्कर्षों का उपयोग वर्तमान में विशेष रूप से घातक और आक्रामक ट्यूमर के लिए चिकित्सा के रूपों को विकसित करने के लिए किया जा रहा है।