ГИСТОНЫ

ГИСТОНЫ — белки хромосом, обладающие выраженной биологической активностью; они отличаются высоким содержанием аргинина и лизина и не содержат триптофана. В хромосомах Г. связаны с ДНК. Обладают основными свойствами (Изоэлектрическая точка находится при pH 9,5-12,0).

Для Г. характерны также относительно небольшой мол. вес (масса) (11 000—22 000) и кислоторастворимость. Молекулы Г. состоят из одной полипептидной цепи; основные аминокислоты расположены асимметрично, преимущественно на одном из концов молекулы, и нередко группируются по 2—4 остатка подряд. Наиболее богаты Г. клетки тимуса. В хроматине Г. составляют 25—40% сухого веса. Методом кислотно-спиртового экстрагирования и электрофореза ядерные Г. подразделяют на пять главных фракций: очень богатую лизином (Н1), умеренно богатую лизином (Н2b), умеренно богатую аргинином (Н2а), богатую аргинином (НЗ) и богатую как аргинином, так и глицином (Н4). Каждая из этих фракций может быть подразделена на несколько подфракций. В некоторых клетках, утративших в онтогенезе способность к размножению, содержатся своеобразные Г. (напр., Г. Н5 в эритроцитах птиц). Описаны и другие фракции Г., однако доля их сравнительно невелика. В сперматозоидах многих видов животных типичные Г. замещаются на протамины (см.), характеризующиеся чрезвычайно высоким содержанием аргинина и еще меньшим, чем у Г., мол. весом (4000—10 000). Величина отношения содержания гистонов к ДНК в тканях многоклеточных организмов, как правило, близка к 1. У одноклеточных организмов, обладающих ядром, некоторые из главных фракций Г. иногда отсутствуют или содержание их снижено. У бактерий типичных Г. не обнаружено, а у некоторых вирусов имеются гистоноподобные белки. Г. выполняют, как минимум, две функции: структурную и регуляторную. Первая состоит в стабилизации вторичной структуры ДНК, а также в поддержании структуры хроматина и хромосом. Удаление некоторых фракций Г. из хроматина нарушает связи между нитями нуклеогистона и ведет к частичному нарушению четвертичной и третичной структуры последнего. Фракции гистонов H2a, H2b, H3 и H4 образуют октеты (по две молекулы каждой фракции), составляющие основу нуклеосом — структурных единиц хроматина. Г. фракции Н1 структурно связаны с перемычками между нуклеосомами. Вторая функция Г. связана с их способностью подавлять синтез нуклеиновых к-т (как ДНК, так и РНК) на ДНК-матрице. Однако специфичность такого подавления невелика. Поэтому Г. служат лишь одним из звеньев в системе регуляции синтеза нуклеиновых к-т. Активирование этого синтеза на отдельных участках ДНК, блокированных Г., может осуществляться в результате их взаимодействия с кислыми белками хроматина (см. Хроматин) или (и) с регуляторными РНК (см. Рибонуклеиновые кислоты), а также за счет хим. модификаций Г. (их фосфорилирования, ацетилирования, метилирования, АДФ-рибозилирования и т. д.) непосредственно в хроматине. Г. обладают способностью значительно повышать проницаемость клеточных мембран для высокополимерных соединений. В высоких концентрациях Г. токсичны как in vivo, так и in vitro. Разные фракции Г. обладают неодинаковым биол, действием. В концентрациях от 1 до 1000 мкг/мл Г. проявляют антибактериальную и антивирусную активность, стимулируют фагоцитоз in vitro и оказывают влияние на активность ряда ферментов. Ведутся исследования по использованию Г. как вспомогательных лекарственных средств при некоторых кожных заболеваниях, кератитах и туберкулезе. Раскрытие структурных и регуляторных функций Г. является необходимым элементом разработки рациональной терапии раковых и аутоиммунных заболеваний.

Библиография Ашмарин И. П. Молекулярная биология, Л., 1974, библиогр.; Варшавский А. Я. Структурная организация хроматина, Усп. совр, биол., т. 81, в. 2, с. 209, 1976, библиогр.; Elgin S. С. a. Weintraub H. Chromosomal proteins and chromatin structure, Ann. Rev. Biochem., v. 44, p. 725, 1975, bibliogr.

И. П. Ашмарин.