הבדל מפתח – היסטונים לעומת נוקלאוזומים
ההערכה היא שגוף האדם הכיל כ-50 טריליון תאים. בכל תא ישנו גנום המורכב מ-46 כרומוזומים. 46 כרומוזומים אלה מכילים כ-6 מיליארד זוגות בסיסים של DNA ארוז. האורך בין שני זוגות בסיסים מוערך ב-0.3 ננומטר, והאורך הכולל של ה-DNA ב-46 כרומוזומים עומד על 2 מטרים בקירוב. כשמחושבים את האורך הכולל של ה-DNA בגוף אדם, מדובר ב-100 טריליון מטרים של DNA. האורך הכולל הזה של ה-DNA הכרומוזומלי ארוז יפה בתוך הגרעין על ידי חלבונים מיוחדים הנקראים היסטונים. קומפלקסים אלה של DNA והיסטון ידועים כסיבי כרומטין.חלבוני היסטון מספקים את האנרגיה לקיפול או סלילת ה-DNA ולאריזתם בחוזקה בתוך הגרעין. אריזת DNA היא תהליך חיוני באאוקריוטים, והיא מקלה על ההתאמה של האורך הכולל של ה-DNA בתוך גרעין התא. היחידה הבסיסית של אריזת DNA עם חלבוני היסטון ידועה בשם נוקלאוזום. ההבדל העיקרי בין היסטונים לנוקלאוזומים הוא שהיסטונים הם החלבונים שאורזים ומסדרים את ה-DNA לנוקלאוזומים בעוד שנוקלאוזומים הם היחידות הבסיסיות של אריזת ה-DNA.
מהם היסטונים?
חלבוני היסטון מזוהים כמרכיב החלבון הראשי של סיב הכרומטין. הם חלבונים אלקליים. חלבונים אלו מספקים אנרגיה ומבנים חיוניים לרוח ה-DNA ומצמצמים את אורכו במהלך אריזת ה-DNA לתוך הגרעין. הם פועלים בעיקר כסלילים שבהם ה-DNA מתפתל ומתייצב. לכן, חלבוני היסטון חשובים ביותר בארגון הכרומוזומים ובאריזה של חומר גנטי בתוך הגרעין.אם חלבוני היסטון לא קיימים, כרומוזומים לא היו קיימים ו-DNA שנפרק יימתח לאורך ארוך מה שקשה לאתר אותם בתוך הגרעין.
חלבוני היסטון עובדים יחד עם חלבונים שאינם היסטונים כדי לייצב את ה-DNA. לכן, נוכחותם של חלבונים שאינם היסטונים חשובה ביותר לתפקוד ההיסטונים. חלבוני היסטון הופכים למולקולות חלבון ליבה ליצירת נוקלאוזומים שהם יחידות בסיסיות של כרומטין. ישנם 8 חלבוני היסטון בנוקלאוזום אחד. ה-DNA מתפתל מספר פעמים סביב אוקטומר ליבת ההיסטון ומייצב אותו.
איור 01: Histones
וגם חלבוני היסטון מעורבים בוויסות הגנים. הם עוזרים לשלוט בביטוי הגנים. חלבוני היסטון נשמרים מאוד במינים, בניגוד לחלבונים שאינם היסטונים.
מהם נוקלאוזומים?
נוקלאוזום הוא היחידה המבנית הבסיסית של אריזת DNA. זה נראה כמו חרוז בחוט. הוא מורכב מקטע DNA עטוף סביב חלבוני היסטון המסודרים בחלבון היסטון ליבה. חלבון היסטון ליבה הוא אוקטמר המורכב משמונה חלבוני היסטון. 8 חלבוני ההיסטון שנמצאים באוקטומר הם ארבעה סוגים, כלומר H2A, H2B, H3 ו-H4. מכל סוג, שתי מולקולות חלבון נכללות בנוקלאוזום. DNA ליבה עוטף בחוזקה את אוקטמר הליבה ההיסטון הכדורית ויוצר נוקלאוזום. לאחר מכן מסדרים נוקלאוזומים למבנה דמוי שרשרת ועוטפים בחוזקה חלבוני היסטון נוספים כדי ליצור את הכרומטין היציב בכרומוזומים.
איור 02: Nucleosome
אורך גדיל ה-DNA הליבה העוטף את אוקטמר ההיסטון בנוקלאוזום הוא כ-146 זוגות בסיסים.הקוטר המשוער של הנוקלאוזום הוא 11 ננוקל, ולספירלת הנוקלאוזומים בכרומטין (סולנואיד) יש קוטר של 30 ננומטר. נוקלאוזומים נתמכים על ידי חלבוני היסטון נוספים לארוז לתוך מבנה מפותל בחוזקה בתוך הגרעין.
מהם הדמיון בין היסטונים ונוקלאוזומים?
- שניהם היסטונים וגם נוקלאוזומים קשורים לאריזת DNA.
- הן ההיסטונים והנוקלאוזומים חיוניים ליציבות הגנום.
- הן ההיסטונים והנוקלאוזומים הם מרכיבים של כרומטין.
- שניהם היסטונים וגם נוקלאוזומים נמצאים בתוך הגרעין של האיקריוטים.
מה ההבדל בין היסטונים ונוקלאוזומים?
היסטונים נגד נוקלאוזומים |
|
| היסטונים הם חלבונים עיקריים המספקים אנרגיה ומשטח מבניים כדי ללפף DNA סביבם. | נוקלאוזומים הם היחידות הבסיסיות של אריזת DNA. |
| קומפוזיציה | |
| היסטונים הם חלבונים אלקליים. | נוקלאוזומים מורכבים מחלבוני היסטון, מקטעי DNA וחלבונים תומכים אחרים. |
סיכום – היסטונים לעומת נוקלאוזומים
אריזה של DNA היא תהליך חשוב באורגניזמים איקריוטיים. זה מאפשר ל-DNA להכיל בתוך הגרעין מבלי להימתח ולהיכנס לשברים ומאבדים. אריזת DNA נתמכת על ידי חלבונים הנקראים היסטונים. חלבוני היסטון אלו פועלים כחלבונים העיקריים של היחידות הבסיסיות של אריזת ה-DNA וישנם ארבעה סוגים עיקריים. היחידה הבסיסית של אריזת ה-DNA ידועה בשם נוקלאוזום. נוקלאוזום מורכב מקטע של DNA עטוף סביב חלבון היסטון ליבה. זה נראה כמו חרוז בחוט. נוקלאוזומים יוצרים ביחד את המבנה של סיב הכרומטין.זה ההבדל בין היסטונים ונוקלאוזומים.
הורד את ה-PDF של היסטונים נגד נוקלאוזומים
ניתן להוריד את גרסת ה-PDF של מאמר זה ולהשתמש בה למטרות לא מקוונות לפי הערת ציטוט. אנא הורד את גרסת ה-PDF כאן: ההבדל בין היסטונים ונוקלאוזומים
