Nukleosomer og irredusibel kompleksitet
Oversatt herfra.

Et nukleosom er en grunnleggende enhet for DNA-pakking i eukaryoter, bestående av et DNA-segment viklet i sekvens, rundt åtte histonproteinkjerner. Denne strukturen sammenlignes ofte med tråd viklet rundt en spole. Det grunnleggende nivået av DNA-komprimering er nukleosomet, der den dobbelte helixen er pakket rundt histon-oktameren som inneholder to kopier av hver histon H2A, H2B, H3 og H4. Linker-histon H1 binder DNA mellom nukleosomene og letter pakking av 10 nm 'perler på streng' nukleosomal kjede i en mer kondensert 30 nm fiber.

Histoner er blant de mest konserverte eukaryote proteinene. For eksempel varierer aminosyresekvensen til histon H4 fra en ert og fra en ku, i bare 2 av de 102 stillingene. Denne sterke evolusjonære bevaringen antyder at funksjonene til histoner involverer nesten alle aminosyrene, slik at en endring i hvilken som helst posisjon er skadelig for cellen. Dette forslaget er testet direkte i gjærceller, der det er mulig å mutere et gitt histon-gen in vitro (lab) og introdusere det i gjærgenomet i stedet for normalt gen. Som forventet er de fleste endringer i histonsekvenser dødelige; De få som ikke er dødelige, forårsaker endringer i det normale mønsteret for genuttrykk, så vel som andre abnormiteter.

Hvis en endring i histonsekvenser er dødelig, hvordan kan det sannsynlig skje i gradvise trinn, eller prøving og feiling? Så lenge riktig rekkefølge ikke er nådd, ingen funksjon .....

Nukleosomsamling etter DNA-replikasjon, DNA-reparasjon og gen-transkripsjon er avgjørende for vedlikehold av genomstabilitet og epigenetisk informasjon.
Ved montering av et nukleosom binder histonfoldene seg først til hverandre for å danne H3-H4- og H2A-H2B-dimere, og H3-H4-dimere kombineres for å danne tetramerer. En H3-H4-tetramer kombineres videre med to H2A-H2B-dimere for å danne den kompakte oktamer-kjernen, rundt hvilken DNA er viklet

Samlingen er en sekvensiell flertrinnsprosess, som krever flere folder og trinn på en høyt organisert, regulert og presis måte, og må ha vært programmert og funksjonell helt fra begynnelsen. Histon-kaperoner spiller viktige roller i å regulere de intrikate trinnene som er involvert i folding av histoner sammen med DNA for å danne riktig sammensatte nukleosomer, videre montering, demontering og histonutveksling for å lette DNA-replikering, reparasjon og transkripsjon. Det er behov for histon-kaperoner for å lede prosessen, og hvert trinn langs monteringsveien blir nøye kontrollert og regulert av disse histonkaperonene. Det er tydelig at en trinnvis evolusjonær måte å utvikle histonkaperoner for å lede prosessen vil føre til en katastrofe. De måtte være der fullt virksomme og programmert til å gjøre jobben sin helt fra starten.
Videre, for å legge ytelse til den allerede fantastiske maskinen, må linker-histoner delta på hvert trinn i prosessene med nukleosom-montering, demontering og histonutveksling under forskjellige genomiske prosesser. Linker-histon H1 er en viktig komponent i kromatinstrukturen (så den er ikke reduserbar). H1 knytter nukleosomer til høyere ordenstrukturer.

Bilde 2. Histon kode og ............................................................................ Bilde 3. Histon spoler -med DNA-tråd kveilet rundt.

Nukleosomdannelse er avhengig av de positive ladningene til H4-histonene og den negative ladningen på overflaten av H2A-histonfold domene. Acetylering av histonhalene forstyrrer denne assosiasjonen, noe som fører til svakere binding av nukleosomale komponenter. Histon-acetyltransferaser (HAT) og HistonDeACetylase (HDAC) er også essensielle enzymer som fjerner den positive ladningen på histonene gjennom acetylering, og som en konsekvens blir det kondenserte kromatinet transformert til en 'mer avslappet' struktur som er assosiert med større nivåer av gen-transkripsjon. Denne 'avslapningen' kan reverseres av HDAC-aktivitet.

Så vi kan konkludere med at alle disse delene, DNA, Linker histon H1, histoner H2A, H2B, H3 og H4, og acetyltransferaser (HATs) og Histondeacetylase (HDAC) danner et sett med godt matchede, gjensidig interagerende, ikke-vilkårlig individuelle deler slik at hver del i settet er uunnværlig for å opprettholde systemets grunnleggende, og derfor originale, funksjon. Settet med disse uunnværlige delene er kjent som den irredusible kjernen i systemet, mens Histone-chaperones også er viktige for å bygge den, siden de styrer prosessen og hvert trinn langs monteringsveien.

Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund