Bliższe spojrzenie

DNA jest zwykle pojmowane jako spiralna drabina, ale u eukariotów komórki (komórki z jądrem) DNA w jądrze jest nawleczone wokół szeregu białek w kształcie szpulek, znanych jako histony. Ich głównym zadaniem jest zagęszczanie i kontrolowanie długich nici DNA. Zagęszczają DNA, wchodząc ze sobą w interakcje, tworząc strukturę przypominającą zwartą szpulę. Wokół tej szpuli owijane są dwa zwoje DNA, tworząc podjednostki znane jako nukleosomy i ośmiokrotnie zmniejszając efektywną długość DNA. W dużym powiększeniu te kompleksy DNA-histon wyglądają jak seria koralików na sznurku. Kompleksy są dalej zagęszczane czterokrotnie przez histon łącznikowy, który wiąże DNA między nukleosomami, organizując je w zwój. W ten sposób chromosom zawierający 20 milionów par zasad DNA jest zorganizowany w około 100 000 cząstek jądra nukleosomu. Histony są również zaangażowane w kontrolowanie, które sekwencje DNA są włączone do transkrypcji RNA. Kiedy histony są chemicznie modyfikowane w określony sposób, mogą poluzować swoją kontrolę nad DNA i pozwolić mu stać się dostępnym dla białek, które aktywują transkrypcję, lub mogą zacieśnić kontrolę nad DNA i uczynić go niedostępnym. Sam DNA może być modyfikowany chemicznie w procesie znanym jako metylacja DNA, który jest kolejnym mechanizmem regulacji ekspresji genów. Uważa się, że histony pozostają z tymi samymi sekwencjami DNA po replikacji komórki, więc modyfikacje histonów i DNA pozwalają na włączanie i wyłączanie tych samych zestawów genów w komórkach potomnych, co w komórce rodzicielskiej. Jest to jeden ze sposobów, w jaki organizmy wielokomórkowe mogą wytwarzać wiele typów komórek (takich jak mięśnie, wątroba i skóra), nawet jeśli różne typy komórek zawierają to samo DNA w swoich jądrach. Histony należą do najlepiej konserwowanych znanych białek. Na przykład występują tylko dwie niewielkie zmiany w sekwencjach aminokwasowych histonu oznaczonego jako H4 u grochu i krowy. Ta prawie jednorodność wśród gatunków sugeruje, że cała powierzchnia każdego histonu jest ważna dla jego funkcji i że wszystkie rośliny i zwierzęta używają histonów do tych samych funkcji.