تحقيق مسبار
يتم إيجاد بروتين الهستون في مختلف الخلايا حقيقية النواة وبدائية النواة؛ إلا أن له بعض الوظائف المختلفة في كل من هذين النوعين، وتشمل وظائفه حماية شكل الخلية، ونسخ الحمض النووي. كان اكتشاف هذا النوع من البروتينات عام 1884 من قبل أحد المختصين الألمان، وهذا يعني أنه مُكتَشف منذ 140 عامًا تقريبًا.
ما هي وظيفة بروتين الهستون؟
وضّح موقع ستدي التعليمي ما هي وظيفة الهستونات في نواة الخلية؛ فإن لهذا البروتين عدة وظائف أساسية، وهي: تغليف الحمض النووي، وتنظيم الجينات، بالإضافة إلى الدعم البنوي للكروموسومات أيضًا، وهي وظائف مهمة جدًا، كما أن لهذا البروتين أهمية في نسخ الحمض النووي الذي تحيط به.
ما معنى هستون؟
عند البحث لمعرفة ما هي حبات الهيستون يتضح بأنها من مضادات الهيستامين التي يتم تناولها للتعامل مع بعض المشاكل الصحية، وهي مختلفة عن بروتين الهستون، وهو بروتين موجود في الكروموسومات، ويرتبط بالحمض النووي للقيام بالعديد من الوظائف إضافة إلى المساعدة في التحكم بنشاط الجينات.
لماذا بروتين الهيستون مشحون إيجابيًا؟
يعود السبب وراء الشحنة الإيجابية لبروتين الهستون إلى احتوائه على كميات كبيرة جدًا من الأحماض الأمينية ذات الشحنة الموجبة مثل الأرجينينات والليسينات، وهي أحماض أمينية موجبة الشحنة بسبب طبيعتها القاعدية، وأما الحمض النووي الذي يلتف حول الهستونات؛ فإنه ذو شحنة سالبة.
من هو مكتشف الهستونات؟
لا تعتني الكثير من المصادر ببيان كيف تم اكتشاف الهستونات إلا أنها تحرص على توضيح مكتشفها، وهو الطبيب والكيميائي الألماني ألبرشت كوسل، وفيما يأتي بعض المعلومات حوله وحول اكتشافه الهستونات:
- الدراسة الجامعية: بعد الانتهاء من المراحل المدرسية قام ألبرشت كوسل بدراسة الطب، وفي عام 1878 تخرج من هذا التخصص في الجامعة الألمانية التي يطلق عليها اسم جامعة ستراسبورغ حاليًا.
- الاكتشاف في مجال الحمض النووي: كان لأبرشت كوسل الكثير من الإسهامات العلمية؛ بما فيها اكتشاف الأحماض النووية، التي تشكّل القواعد في الحمض النووي للخلية، وتعد بمثابة المادة الوراثية لها.
- الحصول على جائزة نوبل: خلال عام 1910 حصل الألماني ألبرشت كوسل على جائزة نوبل، وذلك لمساهماته في فهم كيمياء البروتينات والأحماض النووية.
- العمر عند اكتشاف الهستونات: ولد الألماني ألبرشت كوسل عام 1853 في حين اكتشف الهستون عام 1884، مما يعني أن عمره عند هذا الاكتشاف كان يبلغ قرابة 31 عامًا.
- الحيوانات التي تم اكتشاف الهستون فيها: لم يكتشف ألبرشت كوسل الهستون في الإنسان بداية، وإنما اكتشف هذا البروتين في أنوية خلايا الدم الحمراء لبعض الطيور.
كم عدد بروتينات الهستون؟
توجد 4 بروتينات هستون مختلفة تلتف حول الحمض النووي، وتُعرف هذه البروتينات باسم إتش 1 (H1) وإتش 2 (H2) وإتش 3 (H3) وإتش 4 (H4) حسب المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية في الولايات المتحدة الأمريكية، ويقوم كل واحد من هذه البروتينات بالعديد من الوظائف في كل نواة.
ما هي أنواع الهستونات الأساسية؟
يتم تصنيف أنواع الهستونات المختلفة ضمن اثنين من الأنواع الأساسية، وهما: الهستونات الأساسية التي تشمل هستونات H2A وهستونات H3 وغيرها، والهستونات الرابطة التي تتضمن هستونات H1 وغيرها، ويمكن العثور على النوع الرابط في موقع بداية ونهاية الحمض النووي.
أين يتم تصنيع بروتينات الهيستون؟
يتم تصنيع بروتينات الهستون في السيتوبلازم داخل الخلايا، وفيما يأتي بعضًا من المعلومات حوله:
- تعريف السيتوبلازم: يُعرف السيتوبلازم بأنه كل شيء يمكن العثور عليه داخل الخلية نفسها باستثناء النواة، وهذا يعني أن الهستونات تُصنع داخل الخلية نفسها.
- وظيفة السيتوبلازم: يلعب السيتوبلازم دورًا أساسيًا في الخلية؛ فإنه مسؤول عن المحافظة على شكلها وبُنيتها، إضافة إلى حمايتها والمحافظة على ما هو مخزّن بداخلها أيضًا، كما أنه مُضيف للعمليات الأيضية.
- اكتشاف السيتوبلازم: خلال عام 1665 استطاع الإنجليزي روبرت هوك ملاحظة الوحدة الأساسية للحياة، وأطلق عليها مصطلح الخلية، وبعده بقرابة 200 عام صاغ عالم الأحياء السويسري رودولف فون كوليكر مصطلح السيتوبلازم.
- امتلاك المادة الوراثية في الخلايا بدائية النواة: لا تتمتع الخلايا بدائية النواة بغضاء نووي محدد، ولذلك يمتلك السيتوبلازم المادة الوراثية لهذه الخلايا، كما أنه يرتبط بمحتويات الخلية في الخلايا حقيقية النواة.
- شحنة السيتوبلازم: لكل واحد من جزيئات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات يتم تصدير 3 أيونات صوديوم إلى الحيز خارج الخلية واستيراد أيون من البوتاسيوم إلى الستوبلازم، ولذلك تكون شحنته سالبة.
- أهمية السيتوبلازم للخلية: بدون وجود السيتوبلازم لن تكون الخلية قادرة على الاحتفاظ بشكلها، وإنما يمكن أن تبدو مسطحة ومنكمشة، كما أن العضيات لن تستطيع التعلق بالخلية بدون السيتوبلازم.
- الرقم الهيدروجيني للسيتوبلازم: تبلغ قيمة الرقم الهيدروجيني للسيتوبلازم 7.4 مما يعني أنه يميل إلى القاعدية؛ فإن القواعد تحمل رقمًا هيدروجينيًا أكبر من 7 خلافًا للأحماض التي تكون أقل من ذلك.
الفرق بين البروتينات الهستونية وغير الهستونية
هناك العديد من الفروق المختلفة بين البروتينات الهستونية والبروتينات غير الهستونية، وتتضمن القائمة الآتية عدة من أبرز هذه الفروق:
- التعريف: تُعرف البروتينات الهستونية بأنها المكونات البروتينية الرئيسية للكروماتين، بينما تُعرف البروتينات غير الهستونية بأنها البروتينات المُتبقية بعد إزالة جميع البروتينات الهستونية من الكروماتين.
- الأنواع: تشمل البروتينات الهستونية كلًا من الهستونات H1/H5 والهستونات H2A والهستونات H2B والهستونات H3 والهستونات H4، بينما تشمل البروتينات الأخرى بروتينات السقالة وغيرها.
- الدور في حماية الحمض النووي: تلعب البروتينات الهستونية دورًا مهمًا في حماية الحمض النووي من التلف والتشابك خلافًا للبروتينات غير الهستونية التي لا تشارك في حماية الحمض النووي في الخلية.
- الوظائف: تقوم البروتينات الهستونية بتنظيم الجينات وتكرار الحمض النووي، بينما تقوم غير الهستونية بوظائف أخرى، ومنها: إعادة تشكيل النيوكليوسوم، والانتقال بين الطورين، بالإضافة إلى عمليات النقل النووي.
- طبيعة البروتين: تتمتع البروتينات الهستونية بطبيعة قاعدية، وذلك خلافًا للبروتينات غير الهستونية؛ فإنها تتمتع بطبيعة حمضية، وهذا يعني أن هناك تفاوتًا بين الرقم الهيدروجيني لكل من النوعين.
- الحفظ: تتمتع البروتينات الهستونية بالقدرة على حفظ نفسها عبر الأنواع خلافًا البروتينات غير الهستونية التي لا تظل محفوظة عبر الأنواع.
حقائق عن بروتين الهستون
يعتني المختصون في علوم الأحياء والخلايا بمعرفة الكثير من الحقائق عن بروتين الهستون، وتتضمن القائمة الآتية عدة من هذه الحقائق:
- التفاعلات مع الحمض النووي: هناك العديد من التفاعلات المختلفة لبروتينات الهستون مع الحمض النووي، ومنها: الجسور الملحية، والتفاعلات غير القطبية.
- المحتوى من بقايا اللايسين والأرجينين: تحتوي بروتينات الهستون على كثير من بقايا اللايسين والأرجينين، وهما اثنان من الأحماض الأمينية الأساسية.
- الارتباط بالجينات غير النشطة: عادةً ما تكون الجينات غير النشطة أكثر ارتباطًا ببروتينات الهستون، وأما الجينات الأكثر نشاطًا؛ فإنها تكون أقل ارتباطًا، وهذا يعني أن العلاقة بين الارتباط بهذه البروتينات ونشاط الجينات عكسية.
- إظهار تعديلات ما بعد الترجمة: تتميز بروتينات الهستون بإظهار تعديلات ما بعد الترجمة، ويشمل ذلك الفسفرة، والأستلة، والمثيلة بالإضافة إلى العديد من العمليات المشابهة الأخرى.
- تشكيل اللب للحمض النووي: تُشكّل الهستونات اللب الذي يلتف حوله الحمض النووي في الخلية، وتكون الهستونات التي تقوم بهذه الوظيفة متشابهة في البنية، كما أنها محفوظة بشكل كبير.
- المساعدة في تشكيل النوكليوزوم: يتمتع الحمض النووي بشحنة سلبية، ويحيط بثماني الهستونات ذات الشحنة الموجبة، وهو ما يؤدي إلى تكوين ما يطلق عليه اسم النوكليوزوم.
- الوجود بكثرة في بعض أجزاء الجسم: يمكن العثور على بروتين الهستون في مختلف الخلايا، ولكن هذا البروتين أكثر وفرة في كل من البنكرياس والغدة الزعترية من الجسم.
اقرأ/ي أيضًا:
هل يمكن تقليل مادة الميلانين في الجسم؟
