Hauptunterschied – Histone vs. Nukleosomen
Es wird geschätzt, dass der menschliche Körper etwa 50 Billionen Zellen enthält. In jeder Zelle gibt es ein Genom, das aus 46 Chromosomen besteht. Diese 46 Chromosomen enth alten etwa 6 Milliarden Basenpaare verpackter DNA. Die Länge zwischen zwei Basenpaaren wird auf 0,3 nm geschätzt, und die Gesamtlänge der DNA in 46 Chromosomen macht ungefähr 2 Meter aus. Wenn man die Gesamtlänge der DNA in einem menschlichen Körper berechnet, sind es 100 Billionen Meter DNA. Diese Gesamtlänge der chromosomalen DNA ist im Kern durch spezielle Proteine, die Histone genannt werden, schön verpackt. Diese DNA- und Histonkomplexe sind als Chromatinfaser bekannt. Histonproteine liefern die Energie zum F alten oder Aufwickeln von DNA und zum festen Verpacken im Zellkern. Die DNA-Verpackung ist ein lebenswichtiger Prozess in Eukaryoten und erleichtert die Unterbringung der gesamten DNA-Länge im Zellkern. Die Grundeinheit der DNA-Verpackung mit Histonproteinen ist als Nukleosom bekannt. Der Hauptunterschied zwischen Histonen und Nukleosomen besteht darin, dass Histone die Proteine sind, die die DNA verpacken und in Nukleosomen ordnen, während Nukleosomen die Grundeinheiten der DNA-Verpackung sind.
Was sind Histone?
Histonproteine werden als Hauptproteinbestandteil der Chromatinfaser identifiziert. Sie sind basische Proteine. Diese Proteine liefern Energie und essentielle Strukturen, um DNA zu winden und ihre Länge während der DNA-Verpackung in den Zellkern zu reduzieren. Sie fungieren hauptsächlich als Spulen, in denen sich die DNA windet und stabilisiert. Daher sind Histonproteine extrem wichtig für die Organisation von Chromosomen und die Verpackung von genetischem Material im Zellkern. Wenn Histonproteine nicht existieren, würden keine Chromosomen existieren und entwundene DNA wird sich zu einer langen Länge ausdehnen, was es schwierig macht, sie im Zellkern zu lokalisieren.
Histonproteine arbeiten mit Nichthistonproteinen zusammen, um die DNA zu stabilisieren. Daher ist das Vorhandensein von Nicht-Histon-Proteinen für die Funktion von Histonen äußerst wichtig. Histonproteine werden zu Kernproteinmolekülen, um Nukleosomen zu bilden, die grundlegende Einheiten von Chromatin sind. Es gibt 8 Histonproteine in einem Nukleosom. DNA windet sich mehrfach um das Histonkernoktomer und stabilisiert es.
Abbildung 01: Histone
Und auch Histonproteine sind an der Genregulation beteiligt. Sie helfen, die Genexpression zu kontrollieren. Histonproteine sind im Gegensatz zu Nichthistonproteinen in Arten hoch konserviert.
Was sind Nukleosomen?
Ein Nukleosom ist die grundlegende strukturelle Einheit der DNA-Verpackung. Es sieht aus wie eine Perle in einer Schnur. Es besteht aus einem DNA-Fragment, das um Histonproteine gewickelt ist, die in einem Kern-Histonprotein angeordnet sind. Das Core-Histonprotein ist ein Oktamer, das aus acht Histonproteinen besteht. Die 8 Histonproteine im Oktomer sind vier Typen, nämlich H2A, H2B, H3 und H4. Von jedem Typ werden zwei Proteinmoleküle in das Nukleosom aufgenommen. Kern-DNA wickelt sich eng um das kugelförmige Kern-Histon-Oktamer und bildet ein Nukleosom. Nukleosomen werden dann zu einer kettenartigen Struktur angeordnet und fest um zusätzliche Histonproteine gewickelt, um das stabile Chromatin in den Chromosomen zu bilden.
Abbildung 02: Nukleosom
Die Länge des Kern-DNA-Strangs, der sich um das Histon-Oktamer im Nukleosom wickelt, beträgt ungefähr 146 Basenpaare. Der ungefähre Durchmesser des Nukleosoms beträgt 11 nm, und die Nukleosomenspirale im Chromatin (Solenoid) hat einen Durchmesser von 30 nm. Nukleosomen werden von zusätzlichen Histonproteinen unterstützt, um sie in eng gewundene Strukturen im Zellkern zu verpacken.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Histonen und Nukleosomen?
- Sowohl Histone als auch Nukleosomen sind mit der DNA-Verpackung verbunden.
- Sowohl Histone als auch Nukleosomen sind essentiell für die Genomstabilität.
- Sowohl Histone als auch Nukleosomen sind Bestandteile von Chromatin.
- Sowohl Histone als auch Nukleosomen sind im Zellkern von Eukaryoten vorhanden.
Was ist der Unterschied zwischen Histonen und Nukleosomen?
Histone vs. Nukleosomen |
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| Histone sind Hauptproteine, die Energie und strukturelle Oberfläche liefern, um DNA um sie herum zu wickeln. | Nukleosomen sind die Grundeinheiten der DNA-Verpackung. |
| Zusammensetzung | |
| Histone sind alkalische Proteine. | Nukleosomen bestehen aus Histonproteinen, DNA-Segmenten und anderen unterstützenden Proteinen. |
Zusammenfassung – Histone vs. Nukleosomen
DNA-Verpackung ist ein wichtiger Prozess in eukaryotischen Organismen. Es ermöglicht der DNA, sich im Kern unterzubringen, ohne sich zu dehnen und Brüchen und Verlusten zu unterliegen. Die DNA-Verpackung wird durch Proteine unterstützt, die Histone genannt werden. Diese Histonproteine fungieren als Hauptproteine der Grundeinheiten der DNA-Verpackung und es gibt vier Haupttypen. Die Grundeinheit der DNA-Verpackung ist als Nukleosom bekannt. Das Nukleosom besteht aus einem DNA-Segment, das um ein zentrales Histonprotein gewickelt ist. Es sieht aus wie eine Perle in einer Schnur. Nukleosomen bilden gemeinsam die Struktur der Chromatinfaser. Das ist der Unterschied zwischen Histonen und Nukleosomen.
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