Histone H4
હિસ્ટોન એચ4 એ યુકેરીયોટિક કોષોમાં ક્રોમેટિનની રચનામાં સામેલ પાંચ મુખ્ય હિસ્ટોન પ્રોટીનમાંથી એક છે. મુખ્ય ગોળાકાર ક્ષેત્ર અને લાંબી એન-ટર્મિનલ પૂંછડી દર્શાવતા, એચ 4 'માળખા પરના મણકા' સંસ્થાના ન્યુક્લિયોસોમની રચના સાથે સંકળાયેલા છે. હિસ્ટોન પ્રોટીન અનુવાદ પછી ખૂબ જ સંશોધિત થાય છે. સહસંયોજક રીતે બંધાયેલા ફેરફારોમાં એન-ટર્મિનલ પૂંછડીના એસિટિલેશન અને મિથાઇલેશનનો સમાવેશ થાય છે. આ ફેરફારો તેના મૂળ હિસ્ટોન ઓક્ટામર સાથે સંકળાયેલા ડીએનએ પર સ્થિત જનીનોની અભિવ્યક્તિને બદલી શકે છે. હિસ્ટોન H4 એ ક્રોમેટિનની રચના અને કાર્યમાં એક મહત્વપૂર્ણ પ્રોટીન છે, જ્યાં તેના ક્રમના પ્રકારો અને ચલ ફેરફારની સ્થિતિ જનીનોના ગતિશીલ અને લાંબા ગાળાના નિયમનમાં ભૂમિકા ભજવે છે. આનુવંશિક હિસ્ટોન H4 વિવિધ સ્થાનો પર બહુવિધ જનીનોમાં એન્કોડ કરવામાં આવે છે જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ HIST1H4A, HIST1H4B, HIST1H4C, HIST1H4D, HIST1H4E, HIST1H4F, HIST1H4G, HIST1H4H, HIST1H4I, HIST1H4J, HIST1H4K, HIST1H4L, HIST2H4A, HIST2H4B, HIST4H4. ઇવોલ્યુશન હિસ્ટોન પ્રોટીન સૌથી વધુ સંરક્ષિત યુકેરીયોટિક પ્રોટીનમાંનું એક છે. ઉદાહરણ તરીકે, વટાણા અને ગાયમાંથી હિસ્ટોન H4નો એમિનો એસિડ ક્રમ 102 સ્થાનોમાંથી માત્ર 2 પર અલગ પડે છે. આ ઉત્ક્રાંતિ સંરક્ષણ સૂચવે છે કે હિસ્ટોન પ્રોટીનના કાર્યોમાં તેમના લગભગ તમામ એમિનો એસિડનો સમાવેશ થાય છે જેથી કોઈ પણ ફેરફાર કોષ માટે હાનિકારક હોય. હિસ્ટોન ક્રમમાં મોટાભાગના ફેરફારો જીવલેણ હોય છે; જે થોડા જીવલેણ ન હોય તે જનીન અભિવ્યક્તિની પેટર્નમાં તેમજ અન્ય અસાધારણતાઓનું કારણ બને છે. સ્ટ્રક્ચર હિસ્ટોન એચ4 એ 102 થી 135 એમિનો એસિડ પ્રોટીન છે જે સ્ટ્રક્ચરલ મોટિફ ધરાવે છે, જેને હિસ્ટોન ફોલ્ડ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે બે લૂપ્સ દ્વારા જોડાયેલા ત્રણ એ-હેલિસીસમાંથી બનેલું છે. હિસ્ટોન પ્રોટીન H3 અને H4 H3-H4 ડાયમર બનાવવા માટે જોડાય છે, આમાંથી બે H3-H4 ડાયમર ટેટ્રામર બનાવવા માટે ભેગા થાય છે. આ ટેટ્રામર આગળ બે H2a-H2b ડાયમર્સ સાથે જોડાઈને કોમ્પેક્ટ હિસ્ટોન ઓક્ટામર કોર બનાવે છે. અનુક્રમના પ્રકારો હિસ્ટોન એચ4 એ સૌથી ધીમી ગતિએ વિકસતા પ્રોટીનમાંથી એક છે. એવા H4 જનીનો છે જે સમગ્ર કોષ ચક્રમાં રચનાત્મક રીતે વ્યક્ત થાય છે જે મુખ્ય H4 ક્રમમાં સમાન પ્રોટીન માટે સંકેત આપે છે. માનવ હિસ્ટોન એચ4ના પ્રકારો તાજેતરમાં જ શોધાયા હતા અને તે ખૂબ જ દુર્લભ છે. કુલ 33 વ્યક્તિઓમાં છ H4 જનીનો (HIST1H4C, HIST1H4D, HIST1H4E, HIST1H4F, HIST1H4I, HIST1H4J) માં પેથોજેનિક ડી નોવો મિસસેન્સ વેરિઅન્ટ્સની ઓળખ કરવામાં આવી છે, જે તમામ બૌદ્ધિક અક્ષમતા અને મોટર અને/અથવા કુલ વિકાસલક્ષી વિલંબના ન્યુરોડેવલપમેન્ટલ લક્ષણો સાથે પ્રસ્તુત થાય છે, પરંતુ ચલ બિન-ન્યુરોલોજીકલ લક્ષણો સાથે. દસ એમિનો એસિડને અસર થઈ હતી, જેમાંથી છ વારંવાર મળી આવ્યા હતા. આ પરિવર્તનો H4 કોર ગોળાકાર ક્ષેત્ર (પ્રોટીન-પ્રોટીન ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં સામેલ) અથવા C-ટર્મિનલ પૂંછડી (અનુવાદ પછીના ફેરફારમાં સામેલ) માં સ્થિત હતા. વૈકલ્પિક અનુવાદ ઓસ્ટિયોજેનિક ગ્રોથ પેપ્ટાઇડ (ઓજીપી) એ 14-એએ પેપ્ટાઇડ છે જે હિસ્ટોન એચ4 એમઆરએનએના વૈકલ્પિક અનુવાદમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે, જે હિસ્ટોન એચ4ના સી-ટર્મિનલ ક્રમ એએલકેઆરક્યૂજીઆરટીએલવાયજીજીને વહેંચે છે. હિસ્ટોન એચ4 એમઆરએનએના 85મા એમિનો એસિડ પર અનુવાદ શરૂ કરવામાં આવે છે, જેના પરિણામે 19-એએ પેપ્ટાઇડ (પ્રીઓજીપી) થાય છે. આને 5 એમિનો-ટર્મિનલ અવશેષોના વિભાજન દ્વારા ઓજીપીમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. તે માનવ અને ઉંદરના પરિભ્રમણ તેમજ પુનર્જીવિત અસ્થિ મજ્જામાં જોવા મળે છે. લોહીના સીરમમાં તે α2M સાથે અન્ય બે બંધનકર્તા પ્રોટીન સાથે બંધાયેલ છે જે સ્પષ્ટ રીતે ઓળખવામાં આવતા નથી. ચોક્કસ રીસેપ્ટરની ઓળખ કરવામાં આવી નથી, પરંતુ તેના અસ્થિ-પુનઃજનન કાર્યમાં સામેલ કેટલાક સંકેત માર્ગો સ્પષ્ટ કરવામાં આવ્યા છે. અનુવાદ પછીના ફેરફારો યુકેરીયોટિક સજીવો નાની માત્રામાં વિશિષ્ટ પ્રકારનાં કોર હિસ્ટોન્સ ઉત્પન્ન કરી શકે છે જે મુખ્ય કરતા એમિનો એસિડ ક્રમમાં અલગ પડે છે. એન-ટર્મિનલ પર વિવિધ સહસંયોજક ફેરફારો સાથેના આ પ્રકારોને હિસ્ટોન્સમાં ઉમેરી શકાય છે, જે ઉચ્ચ યુકેરીયોટ્સમાં ડીએનએ કાર્ય માટે જરૂરી વિવિધ ક્રોમેટિન માળખાં શક્ય બનાવે છે. સંભવિત ફેરફારોમાં મિથાઇલેશન (મોનો-, ડી-, અથવા ટ્રાઇ-મિથાઇલેશન) અથવા પૂંછડીઓ પર એસિટિલેશનનો સમાવેશ થાય છે. મિથાઇલેશન હિસ્ટોન મિથાઇલેશન આર્જિનિન, લાઇસિન અને હિસ્ટિડાઇન એમિનો એસિડના અવશેષો પર થાય છે. હિસ્ટોન H2A, H3 અને H4 પર મોનો-, ડાય-અથવા ટ્રાઇ-મિથાઇલેશનની શોધ થઈ છે. હિસ્ટોન મિથાઇલેશન વિવિધ સેલ્યુલર કાર્યો સાથે સંકળાયેલું છે જેમ કે ટ્રાન્સક્રિપ્શન, ડીએનએ પ્રતિકૃતિ અને રિપેર, હેટેરોક્રોમેટિન રચના અને સોમેટિક સેલ રિપ્રોગ્રામિંગ સહિત ડીએનએ નુકસાન પ્રતિભાવ. આ જૈવિક કાર્યોમાં, અનુલેખન દમન અને સક્રિયકરણનો સૌથી વધુ અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે PRMT1 (એક હિસ્ટોન મિથાઈલટ્રાન્સફેરેઝ) દ્વારા H4R3 મિથાઇલેશન "સક્રિય" ક્રોમેટિન ફેરફારોની વિશાળ શ્રેણીની સ્થાપના અથવા જાળવણી માટે વિવોમાં આવશ્યક હોવાનું જણાય છે. પી. આર. એમ. ટી. 1 દ્વારા હિસ્ટોન એચ4નું મિથાઇલેશન પણ એન-ટર્મિનલ પૂંછડી પર અનુગામી એસિટિલેશનને મંજૂરી આપવા માટે પૂરતું હતું. જો કે, H4નું એસિટિલેશન PRMT1 દ્વારા તેના મિથાઇલેશનને અટકાવે છે. હિસ્ટોન્સનું એસિટિલેશન કન્ડેન્સ્ડ હેટેરોક્રોમેટિનને આરામ આપે છે તેવું માનવામાં આવે છે કારણ કે એસિટિલ જૂથોના નકારાત્મક ચાર્જ ડીએનએ ફોસ્ફેટ બેકબોન ચાર્જને દૂર કરી શકે છે, આમ ડીએનએ માટે હિસ્ટોન બંધનકર્તા આકર્ષણ ઘટાડે છે. આ પૂર્વધારણાને કેટલાક ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ એક્ટિવેટર કોમ્પ્લેક્સની હિસ્ટોન એસિટિલટ્રાન્સફેરેઝ (એચ. એ. ટી.) પ્રવૃત્તિની શોધ દ્વારા માન્ય કરવામાં આવી હતી. હિસ્ટોન એસિટિલેશન ક્રોમેટિન માળખાને ઘણી રીતે પ્રભાવિત કરે છે. પ્રથમ, તે પ્રોટીનના બંધન માટે ટેગ પ્રદાન કરી શકે છે જેમાં એસિટિલેટેડ પૂંછડીઓને ઓળખતા વિસ્તારો હોય છે. બીજું, તે ક્રોમેટિન રિમોડેલર્સના કાર્યને અવરોધિત કરી શકે છે. ત્રીજું, તે લાઇસિન પરના હકારાત્મક ચાર્જને તટસ્થ કરે છે. લાઇસિન 16 (H4K16ac) પર હિસ્ટોન H4નું એસિટિલેશન ખાસ કરીને વિવિધ યુકેરીયોટ્સમાં ક્રોમેટિન માળખા અને કાર્ય માટે મહત્વપૂર્ણ છે અને ચોક્કસ હિસ્ટોન લાઇસિન એસિટિલટ્રાન્સફેરેઝ (HAT) દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે. H4K16 ખાસ કરીને રસપ્રદ છે કારણ કે આ H4 N-ટર્મિનલ પૂંછડીનું એકમાત્ર એસિટિલેટેબલ સ્થળ છે, અને કોમ્પેક્ટ ઉચ્ચ-ક્રમના ક્રોમેટિન માળખાની રચનાને પ્રભાવિત કરી શકે છે. H4K16નું હાયપોએસિટીલેશન અકાળ વૃદ્ધત્વ સિન્ડ્રોમ હચિન્સન ગિલફોર્ડ પ્રોજેરિયાના માઉસ મોડેલમાં ડીએનએ નુકસાનની જગ્યાઓ પર ડીએનએ રિપેર પ્રોટીનની વિલંબિત ભરતીનું કારણ બને છે. H4K16Ac ટ્રાન્સક્રિપ્શનલ સક્રિયકરણ અને યુક્રોમેટિનની જાળવણીમાં પણ ભૂમિકા ભજવે છે. વધારાના એસિટિલેશનમાં K31ac અને K79acનો સમાવેશ થાય છે. H4 ફેરફારોની યાદી H4S1p H4R3me2 H4K5ac H4K8ac H4K12ac H4K16ac H4K16adp H4K20me H4K31ac H4S47o-p H4K79ac H4K91ac H4K91ub હિસ્ટોન code#Histone H4 સંદર્ભો પણ જુઓ ન્યુક્લિયોસોમ હિસ્ટોન ક્રોમેટિન પણ જુઓ ક્રોમેટિનમાં સામેલ અન્ય હિસ્ટોન પ્રોટીનઃ H1 H2A H2B H3