Μαζί, αυτές οι τροποποιήσεις των ιστόνων αποτελούν αυτό που είναι γνωστό ως κώδικας ιστόνων, ο οποίος υπαγορεύει τη μεταγραφική κατάσταση της τοπικής γονιδιακής περιοχής.Εξετάζοντας τροποποιήσεις ιστόνων σε μια συγκεκριμένη περιοχή, ή σε ολόκληρο το γονιδίωμα, μπορεί να αποκαλύψει τις καταστάσεις ενεργοποίησης γονιδίων, τις τοποθεσίες των προωθητών, των ενισχυτών και άλλων στοιχείων ρύθμισης γονιδίων.

Τροποποιήσεις ιστόνων λεπτομερώς
 

Ακετυλίωση

Η ακετυλίωση είναι μία από τις πιο ευρέως μελετημένες τροποποιήσεις των ιστόνων, καθώς ήταν μία από τις πρώτες που ανακαλύφθηκαν να επηρεάζουν τη ρύθμιση της μεταγραφής.Τα μη τροποποιημένα υπολείμματα λυζίνης είναι θετικά φορτισμένα αλλά η ακετυλίωση οδηγεί σε εξουδετέρωση του φορτίου στις ιστόνεςΗ εξουδετέρωση του φορτίου οδηγεί σε μια ασθενέστερη ιστόνη: αλληλεπίδραση DNA,Η αλκοολική αλκοολική αλκοολική αλκοολική αλκοολική αλκοολική αλκοολική., 2001).

Η ακετυλίωση της ιστόνης εμπλέκεται στη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την αποψίλωση και μπορεί να διαδραματίσει ζωτικό ρόλο στη ρύθμιση πολλών άλλων κυτταρικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής διαφοροποίησης,Αντιγραφή και επισκευή του DNAΜια ανισορροπία στην ισορροπία της ακετυλίωσης των ιστονίων συνδέεται με την όγκο και την εξέλιξη του καρκίνου.

Ενζυμική ρύθμιση

Οι ομάδες ακετυλίου προστίθενται στα υπολείμματα λυσίνης των ιστονών H3 και H4 από τις ακετυλομεταφορές ιστονών (HAT) και αφαιρούνται από τις δεκατιλάσεις (HDAC).γνωστή ως προωθητής-τοποθετημένη ακετυλίωσηΓια παράδειγμα, η ακετυλίωση του K9 και του K27 στην ιστόνη H3 (H3K9ac και H3K27ac) συνήθως συνδέεται με ενισχυτές και προωθητές ενεργών γονιδίων.Χαμηλά επίπεδα παγκόσμιας ακετυλίωσης βρίσκονται επίσης σε όλα τα μεταγραμμένα γονίδια, της οποίας η λειτουργία παραμένει ασαφής.

Μεθυλίωση

Η μεθυλίωση προστίθεται στα υπολείμματα λυσίνης ή αργκινίνης των ιστόνων H3 και H4, με διαφορετικές επιπτώσεις στη μεταγραφή.κλπ., 2012) ενώ η μεθυλίωση της λευσίνης εμπλέκεται τόσο στη μεταγραφική ενεργοποίηση όσο και στην καταστολή, ανάλογα με τον τόπο μεθυλίωσης.Αυτή η ευελιξία μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι η μεθυλίωση αυτή δεν μεταβάλλει το φορτίο ιστόνης ή επηρεάζει άμεσα τις αλληλεπιδράσεις ιστόνης-DNA., σε αντίθεση με την ακετυλίωση.

Οι λυσίνες μπορούν να είναι μονο-, δι- ή τριμεθυλιωμένες, παρέχοντας περαιτέρω λειτουργική ποικιλία σε κάθε τόπο μεθυλίωσης.τόσο η μονο- όσο και η τριμεθυλίωση στην Κ4 της ιστόνης H3 (H3K4me1 και H3K4me3) είναι δείκτες ενεργοποίησης, αλλά με μοναδικές αποχρώσεις: Η H3K4me1 συνήθως σημειώνει αναβαθμιστές μετάγραφης, ενώ η H3K4me3 σημειώνει προωθητές γονιδίων.Η τριμεθυλίωση του K36 (H3K36me3) είναι ένας δείκτης ενεργοποίησης που σχετίζεται με μεταγραμμένες περιοχές στα γονιδιακά σώματα.

Αντίθετα, η τριμεθυλίωση στο K9 και το K27 της ιστόνης H3 (H3K9me3 και H3K27me3) είναι κατασταλτικά σήματα με μοναδικές λειτουργίες:Το H3K27me3 είναι ένα προσωρινό σήμα στις περιοχές προβολέα που ελέγχει τους ρυθμιστές ανάπτυξης στα εμβρυικά βλαστικά κύτταραΕν τω μεταξύ, το H3K9me3 είναι ένα μόνιμο σήμα για το σχηματισμό ετεροχρωματοτίνης σε χρωμοσωμικές περιοχές με φτωχά γονίδια με δομές ταλαντούχων επαναλήψεων, όπως επαναλήψεις δορυφόρου,ΤελομερήΤα δύο σημάδια βρίσκονται στο ανενεργό χρωμόσωμα X, ενώ τα δύο σημεία βρίσκονται στο μη ενεργό χρωμόσωμα X, στο μη ενεργό χρωμόσωμα X και στο μη ενεργό χρωμόσωμα X.με H3K27me3 στις διεγενικές και σιωπηλές περιοχές κωδικοποίησης και H3K9me3 κυρίως στις περιοχές κωδικοποίησης των ενεργών γονιδίων.

Ενζυμική ρύθμιση

Η μεθυλίωση της ιστόνης είναι ένα σταθερό σημάδι που διαδίδεται μέσω πολλαπλών κυτταρικών διαιρέσεων και για πολλά χρόνια θεωρήθηκε μη αναστρέψιμη.Πρόσφατα ανακαλύφθηκε ότι είναι μια ενεργά ρυθμιζόμενη και αναστρέψιμη διαδικασία.

Μεθυλίωση: ιστονικές μεθυλομεταφορές (HMT)

• Λυζίνη

Περιέχουν τομέα SET (χωνάδες ιστόνων)

Περιέχουν μη SET domain (υστονοπυρήνες)

• Αργινίνη

Οικογένεια PRMT (πρωτεϊνοαργινινικές μεθυλομεταφορές)

Απομεθυλίωση: απομεθυλάσεις ιστόνων

• Λυζίνη

KDM1/LSD1 (λεισινοειδής δημεθυλάση 1)

JmjC (περιέχει τομέα Jumonji)

• Αργινίνη

ΠΑΔ4/ΠΑΔΙ4

Φωσφορυλίωση

Η φωσφορυλίωση των ιστονίων είναι ένα κρίσιμο ενδιάμεσο βήμα στη συμπύκνωση των χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια της κυτταρικής διαίρεσης, τη ρύθμιση της μεταγραφής και την αποκατάσταση της βλάβης του DNA (Rossetto et al., 2012, Kschonsak et al.,2015)Σε αντίθεση με την ακετυλίωση και τη μεθυλίωση, η φωσφορυλίωση ιστόνων καθιερώνει αλληλεπιδράσεις μεταξύ άλλων τροποποιήσεων ιστόνων και χρησιμεύει ως πλατφόρμα για τις πρωτεΐνες εφέκτορες,που οδηγεί σε μια κατάρρευση γεγονότων.

Η φωσφορυλίωση συμβαίνει σε όλα τα πυρήνα ιστόνων, με διαφορικές επιδράσεις σε κάθε ένα.Συμμετέχουν στην συμπίεση της χρωματοτίνης και στη ρύθμιση της δομής και της λειτουργίας της χρωματοτίνης κατά τη διάρκεια της μιτόσηςΑυτοί είναι σημαντικοί δείκτες του κυτταρικού κύκλου και της κυτταρικής ανάπτυξης που διατηρούνται σε όλα τα ευκαρυότα.Η φωσφορυλίωση του H2AX στο S139 (που οδηγεί σε γH2AX) χρησιμεύει ως σημείο πρόσληψης για πρωτεΐνες επισκευής βλάβης του DNA (Lowndes et al.., 2005, Pinto et al., 2010) και είναι ένα από τα πρώτα γεγονότα που συμβαίνουν μετά από σπασμούς διπλών νημάτων DNA.Η φωσφορυλίωση H2B δεν έχει μελετηθεί τόσο καλά, αλλά έχει διαπιστωθεί ότι διευκολύνει την συμπύκνωση χρωματοτίνης που σχετίζεται με την απόπτωση., κατακερματισμός του DNA και θάνατος κυττάρων (Füllgrabe et al., 2010).

Οικονόμηση

Όλες οι πρωτεΐνες του πυρήνα ιστόνων μπορούν να είναι πανταχού διαθέσιμες, αλλά οι H2A και H2B είναι οι πιο συνηθισμένες και είναι δύο από τις πιο πανταχού διαθέσιμες πρωτεΐνες στον πυρήνα (Cao et al., 2012).Η ουβικυτυλίωση της ιστόνης διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στην απόκριση στην βλάβη του DNA.

Η μονοβικυτυλίωση των ιστόνων H2A, H2B και H2AX βρίσκεται σε σημεία διακοπών διπλών νημάτων DNA.Το μονοβικυτυλιωμένο H2A συνδέεται επίσης με τη σιωπή γονιδίων, ενώ το H2B συνδέεται επίσης με την ενεργοποίηση της μεταγραφής.

Η πολυ-ουβικυτυλίωση είναι λιγότερο κοινή αλλά είναι επίσης σημαντική στην επισκευή του DNA-- η πολυ-ουβικυτυλίωση του H2A και του H2AX στο K63 παρέχει ένα σημείο αναγνώρισης για πρωτεΐνες επισκευής του DNA, όπως το RAP80.

Ενζυμική ρύθμιση

Όπως και άλλες τροποποιήσεις των ιστόνων, η μονοβικυτυλίωση του H2A και του H2B είναι αναστρέψιμη και ρυθμίζεται αυστηρά από τις ιστόνες ιγαδικές ουβικυτινών και τα ενζύματα που διορθώνουν την ουβικυτυλίωση.

Μονοβικυτυλίωση

• H2A: πρωτεΐνες της ομάδας πολυκαμμών
• H2B: Bre1 (ζύμη) και ομολόγοι του RNF20/RNF40 (ζωοτρόφια)

Πολυβυκτυλίωση

• H2A/H2AX K63: RNF8/RNF168
   

Γρήγορος οδηγός αναφοράς για τις τροποποιήσεις ιστόνων

Πίνακας 1. Ενα φύλλο ελέγχου για τις πιο συνηθισμένες τροποποιήσεις ιστόνων καιΠού να τους βρω:

Μελέτη των τροποποιήσεων των ιστόνων από το CHIP

Το ChIP χρησιμοποιεί αντισώματα για την απομόνωση μιας πρωτεΐνης ή τροποποίησης ενδιαφέροντος, μαζί με το DNA στο οποίο συνδέεται (εικόνα 5).Το DNA στη συνέχεια ακολουθείται και χαρτογραφείται στο γονιδίωμα για να προσδιοριστεί η θέση και η αφθονία της πρωτεΐνης ή της τροποποίησης.

Σχήμα 2: Τροποποίηση ιστόνης CHIP

Τα αντισώματα συνδέονται απευθείας με τις τροποποιημένες ουρές ιστόνων.

Χρησιμοποιώντας αντισώματα κατά ειδικών ιστόνων και τροποποιήσεων ιστόνων σε πειράματα ChIP μπορεί να αποκαλυφθεί η συγκεκριμένη τοποθεσία των

• Ανώτερες δομές χρωματοτίνης, π.χ. σημάδια H3K9me3 ετεροχρωματοτίνης και επαναλήψεις δορυφόρου
• Ενεργά ή σιωπηλά γονίδια και γενετικά προγράμματα, π.χ. AH3K9ac σηματοδοτεί την ενεργοποίηση γονιδίων
• Γενετικά στοιχεία όπως προωθητές και ενισχυτές, π.χ. H3K27me3 σημειώνει προωθητές σε περιοχές πλούσιες σε γονίδια, H3K4me1 σημειώνει ενεργούς ενισχυτές

Εάν η λειτουργία μιας τροποποίησης ιστόνων είναι γνωστή, το ChIP μπορεί να εντοπίσει συγκεκριμένα γονίδια και περιοχές με αυτή την υπογραφή τροποποίησης ιστόνων και την αντίστοιχη λειτουργία σε όλο το γονιδίωμα.Αυτά τα γονίδια και οι περιοχές μπορούν στη συνέχεια να εξεταστούν περαιτέρω για το ρόλο τους στη βιολογική διαδικασία ενδιαφέροντοςΧρησιμοποιώντας το ChIP ενάντια στο H3K4me1, για παράδειγμα, θα αποκαλύψουμε τις τοποθεσίες και τις ακολουθίες των ενεργών ενισχυτών σε όλο το γονιδίωμα, δείχνοντας τα γονίδια και τα γενετικά προγράμματα ενδιαφέροντος.

Εναλλακτικά, αν η λειτουργία της τροποποίησης των ιστόνων δεν είναι γνωστή, το CHIP μπορεί να εντοπίσει ακολουθίες, γονίδια και τοποθεσίες με αυτή την υπογραφή,που μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για να συμπεραστεί η λειτουργία της τροποποίησηςΗ τεχνική αυτή ήταν καθοριστική για την αποκωδικοποίηση μεγάλου μέρους του κώδικα ιστόνων και εξακολουθεί να είναι πολύτιμη για την εξακρίβωση της λειτουργίας των πρόσφατα ανακαλυφθέντων τροποποιήσεων όπως η οικουκιτυλίωση και άλλα νέα σήματα.

Ενζύματα τροποποίησης ιστών: συγγραφείς και σβήστες
- Δεν ξέρω.

Οι τροποποιήσεις των ιστόνων προστίθενται και αφαιρούνται δυναμικά από τις πρωτεΐνες ιστόνων από ειδικά ένζυμα (πίνακας 2).,και σε ποια επίπεδα, για να ελέγξουμε τελικά αν συγκεκριμένα γενετικά προγράμματα και οι κυτταρικές διαδικασίες που ενορχηστρώνουν, ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται.

Πίνακας 2. Οι κύριες κατηγορίες των γραφών και των σβήσεων ιστών:

Ο προσδιορισμός των οδών τροποποίησης και των συγκεκριμένων συγγραφέων και σβήσεων που παίζουν ρόλο μπορεί να αποκαλύψει:

• Σχετικές κυτταρικές οδούς, γενετικά προγράμματα και φυσιολογικές επιδράσεις για περαιτέρω έρευνα.Για παράδειγμα, οι ιστόνες deacetylases (HDACs) ενεργοποιούν τις ανοσολογικές αναπτυξιακές οδούς, ενώ οι ιστόνες acetyltransferases (HATs) διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη διαφοροποίηση και τον πολλαπλασιασμό.
• Ανισορροπίες μεταξύ των συγγραφέων και των σβήσεων που αλλάζουν τον γενετικό προγραμματισμό και προκαλούν ασθένειες.Ο χαρακτηρισμός τέτοιων ανισορροπιών και των συγκεκριμένων ενζύμων που εμπλέκονται, μπορεί να δώσει πληροφορίες για την παθολογία των ασθενειών, από τους καρκίνους μέχρι τις αυτοάνοσες διαταραχές.
• Νέοι στόχοι φαρμάκων και θεραπευτικές στρατηγικές.Μόλις εντοπιστεί μια ανισορροπία, μπορούν να αναπτυχθούν φάρμακα για να επηρεάσουν τη δραστηριότητα αυτών των ενζύμων και να διορθώσουν την ανισορροπία,προσφέροντας νέες θεραπευτικές στρατηγικές ενάντια σε ασθένειες που μέχρι στιγμής έχουν αποφύγει τις ιατρικές προσπάθειεςΓια piαράδειγα, piολλοί αναστολείς HDAC βρίσκονται σε εξέλιξη ως νέα φάρμακα ενάντια σε καρκίνο και φλεγμονώδη ασθένειες όπως αρθρίτιδα και διαβήτη τύπου 1.

Για τις προσπάθειες ανάπτυξης φαρμάκων, οι ενώσεις μπορούν εύκολα να ελέγχονται για την επίδρασή τους στη δραστηριότητα του συγγραφέα και της λάστιχας.

Χαρακτηριστικές οδούς μεθυλίωσης ιστόνων

Σε γενικές γραμμές, οι δοκιμές μεθυλομεταφοράσης ιστόνων (HMT) είναι δύσκολες στην ανάπτυξη και οι περισσότερες έχουν αρκετά μειονεκτήματα λόγω του σχεδιασμού της δοκιμής.3Η H-SAM ως δότης μεθυλίου και η μέτρηση της S-adenosylhomocysteine (SAH) ως γενικό υποπροϊόν της αντίδρασης μεθυλίωσης.

• Χειρισμός ραδιενεργού υλικού
• Υψηλή ευαισθησία στην αντιμετώπιση χαμηλών k_γάτα(το κύκλο εργασιών συνήθως < 1 min-1) και K_Μτιμές για τον δότη μεθυλίου, SAM
• Προκαταρκτική καθαρισμός των συμπλεγμάτων ενζύμων/πρωτεϊνών για την αξιολόγηση της δραστηριότητας ειδικών HMTs

Οι δοκιμές δραστηριότητας HMT Abcam ξεπερνάνε αυτές τις δυσκολίες, αξιολογώντας τη δραστηριότητα συγκεκριμένων HMT με αντισώματα που ανιχνεύουν το συγκεκριμένο μεθυλιωμένο προϊόν, παρέχοντας:

• Εύκολη χρωματομετρική ή φθορομετρική ανίχνευση, χωρίς ραδιενέργεια
• Συμβατότητα με πυρηνικά εκχυλίσματα ή καθαρισμένες πρωτεΐνες (η δοκιμή είναι ειδική για τη σχετική τροποποίηση)
• Δεδομένα σε 3 ώρες

Χαρακτηρισμός της δραστηριότητας της απομεθυλάσης

Οι δοκιμές δραστηριότητας της ιστονιδεμεθυλάσης μετρούν συνήθως το σχηματισμό φορμαλδεΰδης, υποπροϊόντος της απομεθυλίωσης.ομάδες θειόλης και ένα εύρος ιόντωνΠαρόμοια με τις δοκιμές μεθυλίωσης, αυτές οι δοκιμές δεν είναι ειδικές για καμία απομεθυλίωση και μπορούν να εκτελεστούν μόνο με καθαρισμένη πρωτεΐνη.

Οι δοκιμές της υστονοδεθυλάσης της Abcam® παρακάμπτουν αυτά τα ζητήματα με άμεση μέτρηση του σχηματισμού του απομεθυλωμένου προϊόντος, παρέχοντας:

• Αυξημένη ευαισθησία (20-1000 φορές) σε σχέση με τις δοκιμές με βάση τη φορμαλδεΰδη
• Πιο ακριβή δεδομένα χωρίς παρεμβολές από θιολικά, απορρυπαντικά ή ιόντα
• Συμβατότητα με πυρηνικά εκχυλίσματα ή καθαρισμένες πρωτεΐνες (λόγω της ιδιαιτερότητας των δοκιμών για την τροποποίηση που παρουσιάζει ενδιαφέρον)
• Μετρά τη δραστηριότητα της δημηθυλάσης από ένα ευρύ φάσμα ειδών, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων/υφασμάτων θηλαστικών, φυτών και βακτηρίων
• Γρήγορο μορφότυπο μικροπίνακας με απλές χρωματομετρικές ή φθορομετρικές ενδείξεις
• Δεδομένα σε 3 ώρες

Χαρακτηριστικές οδούς ακετυλίωσης ιστόνων

Η Abcam προσφέρει κιτ για την ανάλυση της συνολικής, καθώς και της H4-ειδικής δραστηριότητας του HAT.που παράγει το ακετυλιωμένο πεπτίδιο και το CoA-SHΤο υποπροϊόν CoA-SH μετριέται κατόπιν με χρωματομετρικές ή φθορομετρικές μεθόδους:

• Χρωματομετρικές δοκιμές- Το CoA-SH χρησιμεύει ως ένα απαραίτητο συνένζυμο για την παραγωγή NADH, το οποίο αντιδρά με διαλυτή βαφή τετραζολίου για να παράγει ένα προϊόν που μπορεί να ανιχνευθεί φασματοφωτομετρικά.Αυτή η δοκιμή είναι ιδανική για κινικές μελέτες, με συνεχή ανίχνευση.
• Φθορομετρικές δοκιμές - Το CoA-SH αντιδρά με έναν προγραμματιστή και τον ανιχνευτή για να παράγει ένα προϊόν που ανιχνεύεται φθορομετρικά.

Χαρακτηριστική δραστηριότητα της υστονοδιακετυλάσης

Οι πρωτεΐνες HDAC χωρίζονται σε τέσσερις κύριες ομάδες (κλάση Ι, IIA, IIB, III, IV) με βάση τη λειτουργία και την ομοιότητα αλληλουχίας του DNA.και IIB θεωρούνται " κλασικοί " HDAC, των οποίων οι δραστηριότητες αναστέλλονται από την τριχοστατίνη Α (TSA), ενώ η τάξη III είναι μια οικογένεια NAD+Η κατηγορία IV θεωρείται μια ατυπική κατηγορία από μόνη της, βασισμένη αποκλειστικά στην ομοιότητα αλληλουχίας DNA με τις άλλες.

Κάθε μία από αυτές τις κατηγορίες συνδέεται με διαφορετικά κυτταρικά προγράμματα και μπορεί να δοκιμαστεί μεμονωμένα με διάφορες φθορομετρικές δοκιμές.Τα SIRT συσχετίζονται συνήθως με καρκίνους και νευρολογικές ασθένειεςΗ ανίχνευση της δραστηριότητας SIRT ή η ταυτοποίηση φαρμάκων που επηρεάζουν την δραστηριότητα SIRT μπορεί να οδηγήσει σε νέες διαγνωστικές ή θεραπευτικές στρατηγικές για αυτές τις ασθένειες.

Οι φθορομετρικές δοκιμές χρησιμοποιούν ένα υποστρώμα ακετυλιωμένου πεπτιδίου με φθοροφόρο και σβήσιμο στα αμινοειδή και καρβοξυλικά τερματικά του.απελευθέρωση του φθοροφόρου από το σβήσιμοΗ επακόλουθη αύξηση της έντασης φθορισμού του φθοροφόρου είναι ευθέως ανάλογη με τη δραστηριότητα της deacetylase.

Ανασταλτικά συγγραφείς και λάστιχα

Μπορεί να είναι χρήσιμο να αναστέλλονται αυτά τα τροποποιητικά ένζυμα χρησιμοποιώντας μικρά μόρια και στη συνέχεια να αξιολογούνται οι συνέπειες προς τα κάτω για να διερευνηθεί η συμμετοχή και οι βιολογικές λειτουργίες των τροποποιήσεων των ιστόνων.Οι αναστολείς των συγγραφέων και οι σβήστες είναι ζωτικής σημασίας εργαλεία για την κατανόηση του ρόλου των επιγενετικών τροπολογιώνΟι εpiιpiτώσει piου piροβλέpiονται αpiό την έρευνα piροβλέpiουν τη χρήση εpiιχειρηατικών εpiιχειρηατικών για την εpiίτευξη εpiιχειρηατικών στόχων.

Διαβάτες/μεταφραστές τροποποίησης ιστόνων

Οι τροποποιήσεις των ιστονίων ρυθμίζουν τις φυσικές ιδιότητες της χρωματοτίνης και την αντίστοιχη μεταγραφική της κατάσταση,είτε απευθείας (π.χ. ομάδες ακετυλίου που απωθούν αρνητικά φορτισμένο DNA για να δημιουργήσουν ανοιχτή διαμόρφωση χρωματοτίνης) είτε μέσω προσαρμογόντων πρωτεϊνών που ονομάζονται αποτελεσματέςΟι πρωτεΐνες εφέκτορες αναγνωρίζουν και συνδέονται με συγκεκριμένα επιγενετικά σημάδια, και στη συνέχεια, προσλαμβάνουν μοριακή μηχανή για να αλλάξουν τη δομή της χρωματοτίνης.Αυτοί οι επιγενετικοί αναγνώστες καθορίζουν το λειτουργικό αποτέλεσμα των τροποποιήσεων των ιστόνων με τη μετάφραση του κώδικα των ιστόνων σε δράση.

Τα πεδία εφέκτορα αναγνωρίζουν συγκεκριμένες τροποποιήσεις ιστόνων

Οι πρωτεΐνες-εφεκτόρες αναγνωρίζουν και δεσμεύονται στα σημάδια τροποποίησης ιστόνων μέσω πεδίων-εφεκτόρων, γνωστών ως ενότητες (Πίνακας 3).

Οι ενότητες αυτές αναγνωρίζουν συγκεκριμένες τροποποιήσεις ιστόνων με αμινοξέα που περιβάλλουν την τσέπη σύνδεσης του ενότητας.τα υπολείμματα εκτός αυτής της τσέπης δέσμευσης (ιδιαίτερα στις θέσεις N+2 και N-2) υπαγορεύουν την ιδιαιτερότητα του υπολειμμάτων ιστόνης και αμινοξέων που τροποποιούνται (π.χ. H3K4 έναντι H4K20).

Οι μικρές διαφορές στα υπολείμματα εντός ή εκτός της τσέπης σύνδεσης επιτρέπουν την αναγνώριση παρόμοιων επιγενετικών σημάτων.ή σε κατάσταση τριμεθυλίωσης με ελαφρές διακυμάνσεις της δομής του μοντέλου σύνδεσης με μεθυλίνηΓια piαράδειγα, οι piεριφέρειε του Tudor piορούν να συνδέονται αποκλειστικά με δι- ή τρι-μεθυλιωμένες λυσίνες, ενώ οι ενότητες δακτυλίου PHD piορούν να συνδέονται και με τις δύο, ή μόνο με μη τροποποιημένες λυσίνες (Ruthenburg et al., 2007).

Η πολυδυναμία επιτρέπει την πολυπλοκότητα του κώδικα ιστόνων

Πολλές μονάδες σύνδεσης ιστόνων βρίσκονται συχνά στην ίδια πρωτεΐνη ή/και στο ίδιο πρωτεϊνικό σύμπλεγμα, που επιτρέπουν την αναγνώριση συγκεκριμένων συνδυασμών τροποποιήσεων ιστόνων.Αυτό επιτρέπει έναν πιο περίπλοκο κώδικα ιστόνων, όπου οι τροποποιήσεις των ιστόνων αλληλεπιδρούν μεταξύ τους αντί να ερμηνεύονται μεμονωμένα.

Η πολλαπλή εμπλοκή των τροποποιήσεων των ιστόνων είναι σημαντική για την αναγνώριση διακριτών προτύπων σήμανσης με σύνθετη ιδιαιτερότητα και ενισχυμένη συγγένεια,Εpiιpiλέον, η piρόσβαση σε piερισσότερε piροϊόντα piρέpiει να εpiιτρέpiει την ανάpiτυξηΓια παράδειγμα, ένα μόνο επιγενετικό σημάδι (όπως το H3K4me3) μπορεί να ενεργοποιήσει τη μεταγραφή γονιδίων σε ένα πλαίσιο, αλλά να την καταστείλει σε άλλο, ανάλογα με τα γύρω σημάδια.Ο πίνακας 4 παρουσιάζει παραδείγματα ορισμένων των λειτουργικών συσχετισμών διαφόρων συνδυασμών τροποποιήσεων ιστόνων (Ruthenburg et al.., 2007).

Πίνακας 4. Λειτουργικές σχέσεις των συνυπάρχων τροποποιήσεων ιστόνης και DNA:

Πολλαπλές μονάδες εφεκτόρων σε μια πρωτεΐνη ή ένα σύμπλεγμα μπορεί να αλληλεπιδρούν με τροποποιήσεις ιστόνων στο ίδιο ή σε όλα τα ιστόνια και/ή τα νουκλεόσωμα.

Ενδοπυρηνικά:δεσμεύονται στο ίδιο νουκλεόσωμα

• Cis-ιστόνη: δέσμευση στην ίδια ουρά ιστόνων
• Τρανσ-ιστόνη: δέσμευση σε διαφορετικές ουρές ιστόνων

Διαπυρηνικοσωματική:δεσμεύεται σε διαφορετικά νουκλεόσωμα

• Παρακείμενη γέφυρα: σύνδεση με παρακείμενα νουκλεοσώματα
• Διακόπτη γέφυρα: σύνδεση με μη παρακείμενα νουκλεόσωμα

Αναφορές

Barski, A., Cuddapah, S., Cui, K., Roh, T.Y., Schones, D.E., Wang, Z., Wei, G., Chepelev, I., και Zhao, K. Προφίλ υψηλής ανάλυσης των μεθυλιώσεων ιστόνων στο ανθρώπινο γονιδίωμα.823-837 (2007).

Cao, J. & Yan, Q. Ουμπικουκιτίνιση ιστόνης και δευβικουκιτίνιση στη μεταγραφή, ανταπόκριση βλάβης του DNA και καρκίνος.

Füllgrabe, J., Hajji, N. & Joseph, B. Διέσπαση του κώδικα θανάτου: τροποποιήσεις ιστόνων που σχετίζονται με την αποψίλωση.

Greer, E. L. & Shi, Y. Μεθυλίωση ιστόνης: ένα δυναμικό σημάδι στην υγεία, την ασθένεια και την κληρονομικότητα.

Kim, J. & Kim, H. Εγγραφή και βιολογικές συνέπειες της τροποποίησης των ιστόνων H3K27me3 και H3K9me3. ILAR J. 53(3-4):232-9 (2012).

Kschonsak, M. & Haering, C. H. Σχηματισμός μιτοτικών χρωμοσωμάτων: Από τις κλασικές έννοιες στους μοριακούς μηχανισμούς.

Lowndes, N. F. & Toh, G. W.-L. Επισκευή του DNA: η σημασία της φωσφορυλίωσης της ιστόνης H2AX. Curr. Biol. 15, R99?? R102 (2005).

Πίντο, D. M. S. & Flaus, A. Δομή και λειτουργία του ιστόνου H2AX. Υποκύτταρο. Βιοχημεία.

Rossetto, D., Avvakumov, N. & Côté, J. Φωσφορίωση ιστόνης: Μια τροποποίηση χρωματοτίνης που εμπλέκεται σε διάφορα πυρηνικά γεγονότα.

Roth, S. Y., Denu, J. M. & Allis, C. D. Ιστονοακετυλομεταφορές. Ετήσιο.

Ruthenburg, A.J., Li, H., Taverna, S.D., Patel, D.J. & Allis, C.D. Πολλαπλή εμπλοκή των τροποποιήσεων χρωματοτίνης από συνδεδεμένες ενότητες σύνδεσης. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 8, (2007)

Voigt, P., Tee, W.W., και Reinberg, D. Μια διπλή άποψη για τους δικυκλείς προωθητές.