Volitelný

Epigenetické modifikace histonů


Autor: Dr. Velikost Termanis

Histonový kód je shrnutím epigenetických histonových modifikací a jejich funkcí (Jenuwein & Allis, 2001).
Pokud se blíže podíváte na Histone, je nápadné, že se skládají z kulové části s nestrukturovanými (nataženými) konci (N a C terminus). Globulární oblasti histonů tvoří jádro nukleosomu, které je obaleno DNA. Nestrukturované konce naopak vyčnívají z nukleosomové struktury.
Histony mohou být chemicky modifikovány v nestrukturovaných a globulárních oblastech. Jedná se o epigenetické modifikace. Během několika posledních desetiletí byly objeveny stovky histonových modifikací, nyní seskupených do takzvaného „histonového kódu“. Nejstudovanější modifikace jsou acetylace (Ac), methylace (Me), fosforylace (P) a ubikvitinace (Ub).

názvosloví

Při popisu modifikací histonu se používá konkrétní nomenklatura.
Zobrazí se:
(1) Který histon je modifikován (H2A, H2B, H3 nebo H4).
(2) Aminokyselina, která je modifikována a její poloha v histonovém proteinu (např. Lysin 9, K9).
(3) Povaha modifikace (např. Methylace - Me, acetylace -Ac, ubikvitinylace -Ub atd.).
(4) Počet připojených chemických skupin. V mnoha případech může být k aminokyselině připojena jedna, dvě nebo dokonce tři identické chemické molekuly. (např. me1, me2 nebo me3).
Příklady:
H3K9me3 - Trojnásobná methylace aminokyseliny lysinu v deváté poloze histonového proteinu H3.
H3K9ac Acetylace aminokyseliny lysinu v deváté poloze histonového proteinu H3.

Vliv modifikace histonu na genom

Histonové modifikace mohou ovlivnit genom dvěma způsoby.
1. Inhibicí a podporou vazby faktorů
Různé modifikace histonu mohou být spojovacími plošinami pro různé regulační faktory. Například H3K9ac a H3K4me3 mohou podporovat vazbu 'aktivátorů' a inhibovat 'inhibitory'. To vede k „otevření“ aktivace chromatinu a genu. Na druhé straně H3K27me3, H3K9me3 a H3K20me3 jsou příklady modifikací, které podporují vazbu 'inhibitorů' a inhibují 'aktivátory'. To vede k uzavřené chromatinové struktuře, ve které jsou geny neaktivní. Modifikace histonu je tedy signálem pro vazbu regulačních faktorů.
2. Přímá modifikace struktury histonu DNA
Některé modifikace histonu, zejména v globulární oblasti v kontaktních bodech mezi histony a DNA, mohou přímo změnit chromatinovou strukturu. Některé modifikace podporují odvíjení DNA z histonového jádra (např. H3K122ac) a jiné podporují užší cívku (H3K64me).
K získání požadované struktury chromatinu se často používá kombinace výše uvedených mechanismů.