Histone H1
હિસ્ટોન એચ1 એ પાંચ મુખ્ય હિસ્ટોન પ્રોટીન પરિવારોમાંથી એક છે જે યુકેરીયોટિક કોષોમાં ક્રોમેટિનના ઘટકો છે. અત્યંત સંરક્ષિત હોવા છતાં, તે તમામ પ્રજાતિઓમાં અનુક્રમમાં સૌથી વધુ પરિવર્તનશીલ હિસ્ટોન છે. માળખું મેટાઝોન એચ1 પ્રોટીન કેન્દ્રિય ગોળાકાર "પાંખવાળા હેલિક્સ" ક્ષેત્ર અને લાંબી સી-અને ટૂંકી એન-ટર્મિનલ પૂંછડીઓ ધરાવે છે. H1 એ "દોરી પરના મણકા" પેટા-માળખાને ઉચ્ચ ક્રમના માળખામાં પેક કરવા સાથે સંકળાયેલું છે, જેની વિગતો હજુ સુધી હલ કરવામાં આવી નથી. પ્રોટિસ્ટ અને બેક્ટેરિયામાં જોવા મળતા H1, જે અન્યથા ન્યુક્લિયોપ્રોટીન HC1 અને HC2 (,) તરીકે ઓળખાય છે, તેમાં કેન્દ્રીય ક્ષેત્ર અને N-ટર્મિનલ પૂંછડીનો અભાવ હોય છે. H1 કોર હિસ્ટોન્સ કરતાં ઓછું સંરક્ષિત છે. ગોળાકાર ક્ષેત્ર એ H1 નો સૌથી વધુ સંરક્ષિત ભાગ છે. અન્ય હિસ્ટોન્સથી વિપરીત, H1 ન્યુક્લિયોસોમ "મણકો" બનાવતા નથી. તેના બદલે, તે માળખાની ટોચ પર બેસે છે, ડીએનએને સ્થાને રાખે છે જે ન્યુક્લિયોસોમની આસપાસ લપેટી છે. H1 અન્ય ચાર હિસ્ટોન્સની અડધી માત્રામાં હાજર હોય છે, જે દરેક ન્યુક્લિયોસોમ મણકામાં બે અણુઓનું યોગદાન આપે છે. ન્યુક્લિયોસોમ સાથે બંધન ઉપરાંત, H1 પ્રોટીન ન્યુક્લિયોસોમ વચ્ચેના "લિંકર ડીએનએ" (લંબાઈમાં આશરે 20-80 ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ) પ્રદેશ સાથે જોડાય છે, જે વાંકીચૂંકી 30 એનએમ ક્રોમેટિન ફાઇબરને સ્થિર કરવામાં મદદ કરે છે. શુદ્ધ ક્રોમેટિન તંતુઓ પરના અભ્યાસોમાંથી હિસ્ટોન એચ1 વિશે ઘણું જાણવા મળ્યું છે. મૂળ અથવા પુનઃનિર્મિત ક્રોમેટિનમાંથી લિંકર હિસ્ટોન્સનું આયનીય નિષ્કર્ષણ 30 એનએમ પહોળાઈના રેસામાંથી મણકા-પર-એક-સ્ટ્રિંગ ન્યુક્લિયોસોમ એરે સુધી હાયપોટોનિક પરિસ્થિતિઓમાં તેના પ્રગટ થવાને પ્રોત્સાહન આપે છે. તે અનિશ્ચિત છે કે શું H1 સોલેનોઇડ જેવા ક્રોમેટિન ફાઇબરને પ્રોત્સાહન આપે છે, જેમાં ખુલ્લા લિંકર ડીએનએને ટૂંકું કરવામાં આવે છે, અથવા તે માત્ર લિંકરની લંબાઈને અસર કર્યા વિના, નજીકના ન્યુક્લિયોસોમ્સના ખૂણામાં ફેરફારને પ્રોત્સાહન આપે છે કે કેમ. જો કે, લિંકર હિસ્ટોન્સ મજબૂત '601' ન્યુક્લિયોસોમ પોઝિશનિંગ તત્વના કૃત્રિમ ડીએનએ એરેનો ઉપયોગ કરીને ઈન વિટ્રોમાં ફરીથી રચાયેલા ક્રોમેટિન રેસાના સંકોચનને ચલાવવા માટે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. ન્યુક્લિયસ પાચન અને ડીએનએ ફૂટપ્રિન્ટિંગ પ્રયોગો સૂચવે છે કે હિસ્ટોન એચ 1 નું ગોળાકાર ક્ષેત્ર ન્યુક્લિયોસોમ ડાયડની નજીક સ્થિત થાય છે, જ્યાં તે વધારાના ડીએનએની લગભગ 15-30 આધાર જોડીનું રક્ષણ કરે છે. વધુમાં, પુનઃરચિત ક્રોમેટિન પરના પ્રયોગો H1 ની હાજરીમાં ડાયડ પર લાક્ષણિકતા સ્ટેમ મોટિફ દર્શાવે છે. આપણી સમજણમાં અંતર હોવા છતાં, એક સામાન્ય મોડેલ ઉભરી આવ્યું છે જેમાં H1 નું ગોળાકાર ડોમેન આવતા અને બહાર જતા DNA ને ક્રોસ-લિંકિંગ કરીને ન્યુક્લિયોસોમને બંધ કરે છે, જ્યારે પૂંછડી લિંકર DNA સાથે જોડાય છે અને તેના નકારાત્મક ચાર્જને તટસ્થ કરે છે. H1 કાર્યને સંબોધતા ઘણા પ્રયોગો શુદ્ધ, પ્રોસેસ્ડ ક્રોમેટિન પર ઓછી મીઠાની સ્થિતિમાં કરવામાં આવ્યા છે, પરંતુ વિવોમાં H1 ની ભૂમિકા ઓછી ચોક્કસ છે. સેલ્યુલર અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે H1 ની વધુ પડતી અભિવ્યક્તિ અસામાન્ય પરમાણુ આકારવિજ્ઞાન અને ક્રોમેટિન માળખું પેદા કરી શકે છે, અને તે જનીન પર આધાર રાખીને, H1 ટ્રાન્સક્રિપ્શનના હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને નિયમનકાર તરીકે કામ કરી શકે છે. ઝેનોપસ ઇંડાના અર્કમાં, લિંકર હિસ્ટોન અવક્ષય માઇટોટિક રંગસૂત્રોના ~ 2 ગણા લંબાઈના વિસ્તરણનું કારણ બને છે, જ્યારે વધુ પડતી અભિવ્યક્તિ રંગસૂત્રોને અવિભાજ્ય સમૂહમાં હાયપરકોમ્પેક્ટ કરવાનું કારણ બને છે. ઘણા જનીન સમૂહમાં હાજર હોઈ શકે તેવા બહુવિધ આઇસોફોર્મ્સના અસ્તિત્વને કારણે બહુકોશિક સજીવોમાં વિવોમાં H1 નો સંપૂર્ણ નોકઆઉટ હાંસલ કરવામાં આવ્યો નથી, પરંતુ ટેટ્રાહાયમેના, સી. એલિગન્સ, અરેબિડોપ્સિસ, ફ્રૂટ ફ્લાય અને ઉંદરમાં વિવિધ લિંકર હિસ્ટોન આઇસોફોર્મ્સ વિવિધ માત્રામાં ક્ષીણ થઈ ગયા છે, જેના પરિણામે પરમાણુ આકારવિજ્ઞાન, ક્રોમેટિન માળખું, ડીએનએ મિથાઇલેશન અને/અથવા ચોક્કસ જનીન અભિવ્યક્તિમાં વિવિધ જીવતંત્ર-વિશિષ્ટ ખામીઓ થાય છે. જ્યારે ન્યુક્લિયસમાં મોટાભાગના હિસ્ટોન H1 ક્રોમેટિન સાથે બંધાયેલા હોય છે, ત્યારે H1 પરમાણુઓ એકદમ ઊંચા દરે ક્રોમેટિન પ્રદેશો વચ્ચે પરિભ્રમણ કરે છે. તે સમજવું મુશ્કેલ છે કે આવા ગતિશીલ પ્રોટીન ક્રોમેટિનનું માળખાકીય ઘટક કેવી રીતે હોઈ શકે છે, પરંતુ એવું સૂચવવામાં આવ્યું છે કે ન્યુક્લિયસની અંદર સ્થિર-સ્થિતિ સંતુલન હજુ પણ H1 અને ક્રોમેટિન વચ્ચેના જોડાણની તરફેણ કરે છે, જેનો અર્થ છે કે તેની ગતિશીલતા હોવા છતાં, કોઈપણ સમયે H1 નો વિશાળ બહુમતી ક્રોમેટિનથી બંધાયેલ છે. એચ1 બળ હેઠળ અને ક્રોમેટિન એસેમ્બલી દરમિયાન ડીએનએને કોમ્પેક્ટ કરે છે અને સ્થિર કરે છે, જે સૂચવે છે કે એચ1નું ગતિશીલ બંધન ન્યુક્લિઓસોમ્સને દૂર કરવાની જરૂર હોય તેવી પરિસ્થિતિઓમાં ડીએનએ માટે રક્ષણ પૂરું પાડી શકે છે. ક્રોમેટિન પર હિસ્ટોન એચ 1 ના ગતિશીલ વિનિમય માટે સાયટોપ્લાઝમિક પરિબળો જરૂરી હોવાનું જણાય છે, પરંતુ આ હજુ સુધી ખાસ ઓળખાયા નથી. H1 ગતિશીલતાને O-ગ્લાયકોસિલેશન અને ફોસ્ફોરાયલેશન દ્વારા અમુક અંશે મધ્યસ્થી કરી શકાય છે. H1નું O-ગ્લાયકોસિલેશન ક્રોમેટિન ઘનીકરણ અને સંકોચનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે. ઇન્ટરફેઝ દરમિયાન ફોસ્ફોરાયલેશન ક્રોમેટિન માટે H1 આકર્ષણમાં ઘટાડો દર્શાવે છે અને ક્રોમેટિન ડિકોન્ડેન્સેશન અને સક્રિય ટ્રાન્સક્રિપ્શનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે. જો કે, મિટોસિસ દરમિયાન ફોસ્ફોરાયલેશન રંગસૂત્રો માટે એચ 1 ની આત્મીયતામાં વધારો કરે છે અને તેથી માઇટોટિક રંગસૂત્ર ઘનીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે. આઇસોફોર્મ્સ પ્રાણીઓમાં H1 પરિવારમાં બહુવિધ H1 આઇસોફોર્મ્સનો સમાવેશ થાય છે જે એક જ જીવતંત્રની અંદર વિવિધ અથવા ઓવરલેપિંગ પેશીઓ અને વિકાસલક્ષી તબક્કામાં વ્યક્ત કરી શકાય છે. આ બહુવિધ આઇસોફોર્મ્સનું કારણ અસ્પષ્ટ છે, પરંતુ દરિયાઈ અર્ચિનથી મનુષ્યોમાં તેમનું ઉત્ક્રાંતિ સંરક્ષણ તેમજ તેમના એમિનો એસિડ ક્રમમાં નોંધપાત્ર તફાવતો સૂચવે છે કે તેઓ કાર્યાત્મક રીતે સમકક્ષ નથી. એક આઇસોફોર્મ હિસ્ટોન H5 છે, જે ફક્ત એવિયન એરિથ્રોસાઇટ્સમાં જોવા મળે છે, જે સસ્તન પ્રાણીઓના એરિથ્રોસાઇટ્સથી વિપરીત છે કારણ કે તેમાં કેન્દ્રક હોય છે. અન્ય આઇસોફોર્મ એ અંડકોશિકા/ઝાયગોટિક એચ1એમ આઇસોફોર્મ (જેને બી4 અથવા એચ1ફૂ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) છે, જે દરિયાઈ અર્ચિન, દેડકા, ઉંદર અને મનુષ્યમાં જોવા મળે છે, જે ગર્ભમાં શારીરિક આઇસોફોર્મ એચ1એ-ઇ દ્વારા બદલવામાં આવે છે, અને એચ10 જે એચ5 જેવું દેખાય છે. શારીરિક આઇસોફોર્મ્સ કરતાં વધુ નકારાત્મક ચાર્જ હોવા છતાં, H1M ઝેનોપસ ઇંડાના અર્કમાં માઇટોટિક રંગસૂત્રો સાથે વધુ આકર્ષણ સાથે જોડાય છે. અનુવાદ પછીના ફેરફારો અન્ય હિસ્ટોન્સની જેમ, હિસ્ટોન એચ1 પરિવાર વ્યાપક રીતે અનુવાદ પછીના સંશોધિત (પી. ટી. એમ.) છે. આમાં સેરીન અને થ્રેઓનિન ફોસ્ફોરાયલેશન, લાઇસિન એસિટાયલેશન, લાઇસિન મિથાઇલેશન અને સર્વવ્યાપકતા સામેલ છે. આ પી. ટી. એમ. વિવિધ કાર્યો કરે છે પરંતુ અન્ય હિસ્ટોન્સના પી. ટી. એમ. કરતા ઓછા સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ન્યુક્લિયોસોમ હિસ્ટોન ક્રોમેટિન લિંકર હિસ્ટોન H1 પ્રકારો પણ જુઓ ક્રોમેટિનમાં સામેલ અન્ય હિસ્ટોન પ્રોટીનઃ H2A H2B H3 H4 સંદર્ભો પ્રોટીન