Vad är histonacetylering?

Histonacetylering är processen att lägga till en acetylgrupp till slutet av ett histonprotein. Histonproteiner är stora proteiner, vanligtvis kallade ”pärlor”, som spelar en viktig roll för att kondensera och avslappna deoxiribonukleinsyra (DNA) så att olika gener exponeras för transkription och translation. Aceylering sker på lysinrester på N-terminalen av histonproteinerna och tar bort positiv laddning från proteinerna. Minskningen av positiv laddning gör att proteinerna attraheras mindre av det negativt laddade DNA:t, vilket gör att DNA:t slappnar av från dess täta spolar runt proteinet. Omvänt, när acetylering reverseras, eller deacetyleras, drar de nu positivt laddade histonerna tillbaka det negativt laddade DNA:t till spolar, vilket gör generna i dessa spolar otillgängliga.

Att tillåta och begränsa tillgången till gener genom histonacetylering är viktigt i celler eftersom det tillåter reglering av genprodukter inuti dessa celler. Om allt DNA ständigt var avslappnat, kunde alla gener i en organism transkriberas på en gång, vilket skulle göra det omöjligt för celler att differentiera till specifika typer, som hud, muskler eller ben. Å andra sidan, om allt DNA konstant rullades ihop, skulle det inte finnas något sätt för några gener att läsas av, vilket skulle innebära att inga proteiner skulle existera, och förmodligen inga celler heller. Dessutom, om allt DNA var avslappnat, kunde det aldrig passa in i en cell, eftersom cellerna är mikroskopiska och den genomsnittliga DNA-strängen är över 6 fot lång. Utan genreglering genom histonacetylering kanske livet på jorden inte existerar alls.

DNA som kondenseras genom histonacetylering kallas kromatin, och det mesta DNA i en given cell finns i detta högt hoprullade tillstånd. Mängden kromatin i en cell är direkt relaterad till enzymerna i en cell, kallade acetylaser, som modifierar histonerna. Ju mer histoner som acetyleras, desto mer slappnar kromatin av, och ju mer histoner som deacetyleras, desto mer kondenserar kromatin. Denna balansgång görs inte alltid på en-till-en-basis, där varje histon som acetyleras triggar en annan histon att deacetyleras. Acetylering och deacetylering är dynamiska och sker där de behövs baserat på en mängd olika miljöfaktorer och triggers.

Den bedrägligt enkla processen med histonacetylering har en djupgående effekt på alla cellers funktion, både vad gäller struktur och funktion. Utan denna process skulle cellerna vara hårt pressade att reglera och koordinera den myriad av interna mekanismer som är avgörande för livet. Varje cell i varje organism, från bakterier till människor, förlitar sig på den.