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Las histonas son proteínas básicas que se encuentran en los núcleos (singular: núcleo) de las células. Estas proteínas ayudan a organizar cadenas muy largas de ADN, el "azul" genético de cada ser vivo, en estructuras condensadas que pueden caber en espacios relativamente pequeños dentro del núcleo. Piense en ellos como carretes, que permiten que quepa mucho más hilo dentro de un cajón pequeño de lo que sería el caso si los hilos largos simplemente se enrollaran y se arrojaran dentro del cajón.
Las histonas no sirven simplemente como andamiaje para las cadenas de ADN. También participan en la regulación de genes al afectar cuando ciertos genes (es decir, longitudes de ADN asociadas con un solo producto proteico) se "expresan" o activan para transcribir ARN y, en última instancia, el producto proteico que un gen dado lleva instrucciones para producir. Esto se controla alterando ligeramente la estructura química de las histonas a través de procesos relacionados llamados acetilación y desacetilación.
Fundamentos de histona
Las proteínas histonas son bases, lo que implica que llevan una carga neta positiva. Como el ADN está cargado negativamente, la histona y el ADN se asocian fácilmente entre sí, lo que permite que se produzca el "spooling" mencionado anteriormente. Una sola instancia de muchas longitudes de ADN que se envuelve alrededor de un complejo de ocho histonas forma lo que se llama un nucleosoma. Tras un examen microscópico, los nucleosomas sucesivos en una cromátida (es decir, una cadena cromosómica) se asemejan a cuentas en una cuerda.
Acetilación de histonas
La acetilación de histonas es la adición de un grupo acetilo, una molécula de tres carbonos, a un "residuo" de lisina en un extremo de una molécula de histona. La lisina es un aminoácido, y los aproximadamente 20 aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas. Esto es catalizado por la enzima histona acetiltransferasa (HAT).
Este proceso sirve como un "interruptor" químico que hace que algunos de los genes cercanos en la cromátida sean más propensos a ser transcritos en ARN, mientras que otros tienen menos probabilidades de ser transcritos. Esto significa que la acetilación del ADN a través de las histonas altera la función del gen sin cambiar realmente ningún emparejamiento de bases de ADN, un efecto denominado epigenética ("epi" significa "sobre"). Esto ocurre porque los cambios en la forma del ADN exponen más "sitios de acoplamiento" para proteínas reguladoras que, en efecto, dan órdenes a los genes.
Desacetilación de histonas
La histona desacetilasa (HDAC) hace lo contrario de HAT; es decir, elimina un grupo acetilo de una porción de lisina de histona. Aunque estas moléculas en teoría "compiten" entre sí, se han identificado algunos complejos grandes que contienen porciones HAT y HDAC, lo que sugiere que se produce una gran cantidad de ajustes a nivel de ADN y la adición y sustracción de grupos acetilo.
HAT y HDAC desempeñan papeles importantes en los procesos de desarrollo en el cuerpo humano, y el fracaso de estas enzimas para ser regulados adecuadamente se ha asociado con la progresión de una serie de enfermedades, entre ellas el cáncer.