ヒストンの概要と機能

ヒストンの概要

ヒストンは核内の染色体にDNA（デオキシリボ核酸）を巻き付ける重要なタンパク質です。DNAをコンパクトにまとめ、遺伝子からのタンパク質発現を制御する役割を担います。ヒストンの存在は1884年に報告されましたが、遺伝子調節における本当の機能が解明されたのは比較的最近のことです。

ヒストンはDNAを50,000倍以上短く巻き付け、染色体を実質的に縮小します。また、ADP‑リボシル化、リン酸化、ユビキチン化といったさまざまな細胞内プロセスにも関与しています。

従来、ヒストンは5種類（リンカーH1とコアヒストンH2A、H2B、H3、H4）と考えられていました。近年、保存性の高い新しいヒストンH5が発見され、さらに多数のヒストン変異体が報告されています。ヒストンはDNAを巻き付け「ヌクレオソーム」や「クロマチン」構造を形成し、染色体の基本単位となります。

核内の染色体はタンパク質とDNAから構成され、各タンパク質はさまざまなヒストンで構成されています。染色体に存在するヒストンは真核細胞で最も保存性の高いタンパク質のひとつで、基本的に塩基性アミノ酸から成りますが、種によって配列は多少異なります。

ヒストンの一次アミノ酸配列はほぼ一定ですが、個々のヒストンは後に起こる化学修飾（主にH3とH4）により構造が変化します。これらの翻訳後修飾は可逆的で、テロメア、セントロメア、女性細胞のバーボディ（Barr体）形成に重要な役割を果たします。

ヒストンH5は鶏の赤血球で最初に確認され、以後鳥類の赤血球でも検出されました。最近の研究では、構造的にカタボライト遺伝子活性化タンパク質（CAP）に類似していることが示されています。

ヒトの各細胞には約3億個のヒストン分子が存在し、DNA全体を染色体内に収める役割を担います。また、ヌクレオソームという基本的なクロマチン単位の形成にも関与しています。