A hiszton H2A a fehérje hisztonok öt típusának egyike , amelyek az eukarióta sejtekben található kromatin szerkezetének részét képezik . A hiszton H2A a kromatint alkotó nukleoszómák oktamerjében található . Mindegyik oktamerban ennek a hisztonnak két példánya van, amelyek a H2B hisztonhoz kapcsolódnak. A H2A "mag" hisztonnak számít, a H2B, H3 és H4 mellett. A magrészecske kialakulása először két H2A molekula közötti kölcsönhatás során következik be.
A Histone H2A nem allélos variánsokkal rendelkezik . A "hiszton H2A" kifejezés általános; nevezetesebb változatai közül, amelyek csak néhány aminosavban különböznek , a H2A.1, H2A.2, H2A.X , H2A.Z és H2A.Bbd.
Differenciált sejtekben a jelen lévő változatok összetétele változó. Ezt a helyzetet a neuronok megkülönböztetésénél figyelték meg ; a változatok összetételében bekövetkező változások befolyásolják a H2A.1 hisztont, és az egyetlen variáns, amely állandó marad a neuronok differenciálódása során, a H2AZ hiszton. A H2AZ variánst felcseréljük a klasszikus H2A oktamer variánsra; ez a változat fontos a géncsendesítés szempontjából.
A legújabb kutatások szerint a H2AZ beépül a nukleoszómába az Swr1 alkalmazásával, amely egy adenozin-trifoszfatáz kapcsolódik a Swi2 / Snf2-hez, amely egy enzim-komplex része.
A H2A azonosított másik változata a H2AX. Ennek a változatnak van egy C-terminális kiterjesztése vagy farka, amelyet a DNS helyreállításához használnak . Az ezt a változatot alkalmazó javítási módszer a nem homológ végek egyesülése . A közvetlen DNS károsodás változásokat indukálhat a szekvenciaváltozatokban. Ionizáló sugárzással végzett kísérletek kettős szálú DNS-törésekkel társították a H2AX γ- foszforilezését . Minden kettős szálú nickben nagy mennyiségű kromatin van jelen; és a DNS károsodásának egyik válasza a γ-H2AX gócok képződése.
A MacroH2A variáns olyan változat, amely hasonló a hagyományos H2A-hoz; a H2AFY gén kódolja. Ez a variáns abban különbözik a kanonikus H2A-tól, hogy a C-terminális farán egy összecsukható domént ad hozzá. A makroH2A az inaktív X kromoszómán van jelen a női sejtekben.
A H2A.Bbd ( Barr- hiányos test ) emlősökre jellemző.
A H2A egy gömb alakú doménből és egy hosszú N-terminális vagy C-terminális farokból áll a molekula végén. A terminális domének a fehérje transzláció utáni módosításainak szubsztrátjai . Eddig nem azonosítottak másodlagos struktúrát a caudalis tartományban. A H2A rendelkezik egy "hisztonredő" nevű fehérjehajtogatással, amely három hélix centrális tartományából áll, amelyeket két hurok köt össze. Ez a kötés „kézfogás-elrendezés”. Ez egy helix-turn-helix motívum, és lehetővé teszi a H2B hisztonnal történő dimerizációt. A hiszton hajtogatása strukturálisan konzervált a H2A variánsok között, de az azt kódoló genetikai szekvencia a változatoktól függően változik.
A makroH2A variáns szerkezetét röntgenkristályográfiával nyertük, és nagyon hosszú C-terminális domént mutat. A konzervált domén tartalmaz egy DNS-kötő és peptidáz újratekercselő struktúrát. A fenntartott tartomány funkciója nem ismert. A kutatások szerint ez a konzervált domén lehorgonyzó helyként vagy módosító enzimként is funkcionálhat.
DNS-hajtogatás - A H2A fontos a DNS kromatinba csomagolásában . A csomagolás befolyásolja a génexpressziót . A H2A összefüggésben van a DNS epigenetikájának változásával . A H2A fontos szerepet játszik a kromatin általános szerkezetének meghatározásában. Azt találták, hogy a H2A szabályozza a génexpressziót is.
A DNS H2A általi módosítása a sejt magjában történik . A H2A hisztonok középpontjában az importért felelős fehérjék a kariopherinok és az importinok. A legújabb tanulmányok azt is kimutatták, hogy a nukleoszóma-összeállítás 1-es fehérjét a H2A sejtmagjába történő transzporthoz is használják, hogy csatlakozzon a DNS-hez. A H2A egyéb funkciói társultak a H2A.Z variánshoz. Ez a variáns az antiszensz RNS génaktiválásával, elnémításával és szuppressziójával társul. Ezenkívül a H2A.Z-t emberi sejtekben és élesztőkben használták az RNS-polimeráz II toborzásának elősegítésére .
Antimikrobiális peptid. - A hisztonok konzervált eukarióta kationos fehérjék, amelyek szintén részt vesznek az antimikrobiális tevékenységekben. Gerincesekben és gerinctelenekben a H2A hiszton részt vesz a gazda immunválaszában, hogy antimikrobiális peptidként működjön . A H2A olyan molekulák, amelyek α-helikálisak, amfifilek , hidrofób maradékokkal rendelkeznek, és ellentétes oldalakra hidrofizálnak , amelyek fokozzák antimikrobiális aktivitását.
A H2A-t számos gén kódolja az emberi genomban, beleértve: H2AFB1, H2AFB2, H2AFB3, H2AFJ, H2AFV, H2AFX, H2AFY, H2AFY2 és H2AFZ. A különböző H2A molekulák közötti genetikai modellek lényegében konzerváltak a variánsok között. A gén expressziójában van némi eltérés a H2A expressziót szabályozó szabályozó gép között. A kutatók evolúciós eukarióta hisztonvonalakat vizsgáltak, és diverzifikációt találtak a szabályozó gének között. A legjelentősebb különbségeket az oktamer hiszton gének cisz-szabályozó szekvencia mintázatában és a fehérjével társított faktorokban figyeltük meg. A baktériumok, gombák, növények és emlősök génjei között némi változékonyság figyelhető meg.
A H2A fehérje egyik változata a H2ABbd ( Barr testhiányos ). Ennek a variánsnak a H2A-tól eltérő genetikai szekvenciája van. A H2ABbd-vel kapcsolatos egyéb variációk a C-terminálisukban találhatók . A H2ABbd rövidebb C-terminális doménnel rendelkezik, mint a H2A. A két terminális C domén 48% -ban azonos. A H2ABbd az aktív kromoszómákra hat . A fibroblasztok inaktív X kromoszómáiban (Xi) hiányzik . Az acetilezett H4-hez is társul .
A H2A.Z különböző funkciói a klasszikus H2A-kkal összefüggésben vannak genetikai különbségeikkel. A H2A.Z gén nélkülözhetetlen az élesztőben, ahol Htz1-nek hívják. Összehasonlításképpen: a gerinceseknek két H2A.Z génje van, az úgynevezett H2A.Z1 és H2A.Z2, amelyek fehérjéket eredményeznek, amelyek három csoportban különböznek egymástól. Kezdetben a kutatók úgy gondolták, hogy ezek a gének feleslegesek; egy H2A.Z1 mutáns létrehozása után azonban halálosság volt megfigyelhető emlősöknél. Ezért a H2A.Z1 ősgén. A H2A.Z2 variáns funkcióját azonban még nem sikerült azonosítani. Ismert, hogy tengeri emlősökben átírják, és ennek a génnek az expressziója konzervált az emlősökben. Ez a megőrzés arra utal, hogy ez a gén működőképes. A növényekben a H2A.Z fehérjék bizonyos szermaradványokban különböznek fajonként, és ezek a különbségek hozzájárulnak a sejtciklus szabályozásához . Ezt a jelenséget csak növényekben figyelték meg.
A filogenetikai fákat a variánsok közötti különbségek bemutatására fejlesztették ki.
A H2A változásait jelenleg vizsgálják. Sites a foszforiláció a szerin azonosítunk a szerkezet a H2A. Nagy különbségek vannak azokban a változásokban, amelyeken a H2A különböző változatai mennek keresztül. Például a H2ABbd-ből hiányoznak a hagyományos H2A-ban létező módosított maradékok. Ezek a különféle módosítások módosítják a H2ABbd működését a H2A vonatkozásában. A H2AX variáns a DNS helyreállításában működik . Ez a funkció a H2AX C-terminálisának foszforilációjától függ, és csak akkor, ha a H2AX foszforilálódik, képes ez helyrehozni a DNS-t. A H2A.X variáns poszttranszlációs módosításokban is különbözik a H2A-tól. A H2A.X C-terminálisa további motívumot tartalmaz a H2A-hoz képest. A motívum, amely hozzáadódik a Ser - Gin - ( Glu / Asp ) - ( hidrofób maradékot ). Ez a motívum erősen foszforilálódik a szerinmaradék szintjén; ennek során a foszforiláció során a H2A.X válik az yH2A.X variánssá. Ez a foszforiláció a DNS kettős szálú szüneteiben történik. A hisztonok módosítása ezért néha a funkció megváltozásához vezethet.