Código de histonas: Diferenzas entre revisións
Nova páxina: "{{entradución}} O '''código de histonas''' é unha hipótese que di que a transcrición da información xenética codificada no ADN está en parte regulada por modificac..." |
|||
| Liña 3: | Liña 3: | ||
==A hipótese== |
==A hipótese== |
||
A hipótese di que as interaccións [[cromatina]]-ADN están guiadas por combinacións de modificacións nas histonas. Aínda que se acepta que modificacións (como [[metilación]], [[acetilación]], ADP-ribosilación, [[ubiquitina]]ción, citrulinación, e [[fosforilación]]) das colas das [[histona]]s alteran a estrutura da cromatina, non se comprende completamente o mecanismo preciso polo cal estas alteracións das colas das histonas inflúe nas interaccións ADN-histonas. Porén, estudáronse en detalle algúns exemplos específicos. Por exemplo, a fosforilación dos residuos de [[serina]] 10 e 28 na [[histona H3]] é un marcador para a condensación cromosómica. De xeito similar, a combinación da fosforilación do residuo 10 de serina e a acetilación do residuo 14 de [[lisina]] na histona H3 é o signo dunha activa [[Transcrición (xenética)|transcrición]]. |
|||
The hypothesis is that [[chromatin]]-DNA interactions are guided by combinations of histone modifications. While it is accepted that modifications (such as [[methylation]], [[acetylation]], ADP-ribosylation, [[ubiquitination]], citrullination, and [[phosphorylation]]) to [[histone]] tails alter chromatin structure, a complete understanding of the precise mechanisms by which these alterations to histone tails influence DNA-histone interactions remains elusive. However, some specific examples have been worked out in detail. For example, phosphorylation of [[serine]] residues 10 and 28 on [[histone H3]] is a marker for chromosomal condensation. Similarly, the combination of phosphorylation of [[serine]] residue 10 and acetylation of a [[lysine]] residue 14 on histone H3 is a tell-tale sign of active [[Transcription (genetics)|transcription]]. |
|||
=== |
===Modificacións=== |
||
Well characterized modifications to histones include<ref name="Strahl">{{cite journal |author=Strahl B, Allis C |title=The language of covalent histone modifications |journal=Nature |volume=403 |issue=6765 |pages=41–5 |year=2000 |pmid=10638745 |doi=10.1038/47412}}</ref>: |
Well characterized modifications to histones include<ref name="Strahl">{{cite journal |author=Strahl B, Allis C |title=The language of covalent histone modifications |journal=Nature |volume=403 |issue=6765 |pages=41–5 |year=2000 |pmid=10638745 |doi=10.1038/47412}}</ref>: |
||
*[[Methylation]] |
*[[Methylation]] |
||
Revisión como estaba o 6 de outubro de 2012 ás 16:42
 | Este artigo está a ser traducido ao galego por un usuario desta Wikipedia; por favor, non o edite. O usuario Miguelferig (conversa · contribucións) realizou a última edición na páxina hai 11 anos. Se o usuario non publica a tradución nun prazo de trinta días, procederase ó seu borrado rápido. |
O código de histonas é unha hipótese que di que a transcrición da información xenética codificada no ADN está en parte regulada por modificacións químicas das proteínas histonas, principalmente nos seus extremos ou colas. Éste código, xunto con modificacións similares como a metilación do ADN, forma parte do código epixenético. [1] As histonas asócianse ao ADN para formar nucleosomas, e as cadeas de nucleosomas enróscanse formando as fibras de cromatina, que á súa vez orixinan os cromosomas durante a divbisión celular. As histonas son proteínas globulares cun extremo N-terminal flexible, denominado cola, que sobresae do nucleosoma. Moitas das modificacións na cola das histonas correlaciónanse moi ben coa estrutura que adopta a cromatina e tanto a modificación das histonas coma a estrutura da cromatina correlaciónanse cos niveis de expresión xénica. O concépto básico da hipótese do código de histonas é que as modificacións das histonas serven para recrutar outras proteínas polo recoñecemento específico da histona modificada por medio de dominios proteicos especializados para eses propósitos, en lugar de simplemente estabilizar ou desestabilizar as interaccións entre as histona e o ADN. Estas proteínas que se recrutan actúan despois alterando a estrutura da cromatina activamente ou promovendo a transcrición.
A hipótese
A hipótese di que as interaccións cromatina-ADN están guiadas por combinacións de modificacións nas histonas. Aínda que se acepta que modificacións (como metilación, acetilación, ADP-ribosilación, ubiquitinación, citrulinación, e fosforilación) das colas das histonas alteran a estrutura da cromatina, non se comprende completamente o mecanismo preciso polo cal estas alteracións das colas das histonas inflúe nas interaccións ADN-histonas. Porén, estudáronse en detalle algúns exemplos específicos. Por exemplo, a fosforilación dos residuos de serina 10 e 28 na histona H3 é un marcador para a condensación cromosómica. De xeito similar, a combinación da fosforilación do residuo 10 de serina e a acetilación do residuo 14 de lisina na histona H3 é o signo dunha activa transcrición.
Modificacións
Well characterized modifications to histones include[2]:
Both lysine and arginine residues are known to be methylated. Methylated lysines are the best understood marks of the histone code, as specific methylated lysine match well with gene expression states. Methylation of lysines H3K4 and H3K36 is correlated with transcriptional activation while demethylation of H3K4 is correlated with silencing of the genomic region. Methylation of lysines H3K9 and H3K27 is correlated with transcriptional repression.[3] Particularly, H3K9me3 is highly correlated with constitutive heterochromatin.[4]
- Acetylation - by HAT (histone acetyl transferase); deacetylation - by HDAC (histone deacetylase)
Acetylation tends to define the ‘openness’ of chromatin as acetylated histones cannot pack as well together as deacetylated histones.
However there are many more histone modifications, and sensitive mass spectrometry approaches have recently greatly expanded the catalog[5].
A very basic summary of the histone code for gene expression status is given below (histone nomenclature is described here):
| Type of modification |
Histone | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| mono-methylation | activation[6] | activation[7] | activation[7] | activation[7][8] | activation[7] | activation[7] | |
| di-methylation | repression[3] | repression[3] | activation[8] | ||||
| tri-methylation | activation[9] | repression[7] | repression[7] | activation,[8] repression[7] |
repression[3] | ||
| acetylation | activation[9] | activation[9] | |||||
- H3K4me3 is found in actively transcribed promoters, particularly just after the transcription start site.
- H3K9me3 is found in constitutively repressed genes.
- H3K27me is found in facultatively repressed genes.[7]
- H3K36me3 is found in actively transcribed gene bodies.
- H3K9ac is found in actively transcribed promoters.
- H3K14ac is found in actively transcribed promoters.
Complexidade do código de histonas
Unlike this simplified model, any real histone code has the potential to be massively complex; each of the four standard histones can be simultaneously modified at multiple different sites with multiple different modifications. To give an idea of this complexity, histone H3 contains nineteen lysines known to be methylated - each can be un-, mono-, di- or tri-methylated. If modifications are independent, this allows a potential 419 or 280 billion different lysine methylation patterns, far more than the maximum number of histones in a human genome (6.4Gb / ~150bp = ~44 million histones if they are very tightly packed). And this does not include lysine acetylation (known for H3 at nine residues), arginine methylation (known for H3 at three residues) or threonine/serine/tyrosine phosphorylation (known for H3 at eight residues), not to mention modifications of other histones.
Every nucleosome in a cell can therefore have a different set of modifications, raising the question of whether common patterns of histone modifications exist. A recent study of about 40 histone modifications across human gene promoters found over 4000 different combinations used, over 3000 occurring at only a single promoter. However, patterns were discovered including a set of 17 histone modifications that are present together at over 3000 genes[10]. Therefore, patterns of histone modifications do occur but they are very intricate, and we currently have detailed biochemical understanding of the importance of a relatively small number of modifications.
Structural determinants of histone recognition by readers, writers and erasers of the histone code are revealed by a growing body of experimental data.[11]
Notas
- ↑ Jenuwein T, Allis C (2001). "Translating the histone code". Science 293 (5532): 1074–80. PMID 11498575. doi:10.1126/science.1063127.
- ↑ Strahl B, Allis C (2000). "The language of covalent histone modifications". Nature 403 (6765): 41–5. PMID 10638745. doi:10.1038/47412.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Rosenfeld, Jeffrey A; Wang, Zhibin; Schones, Dustin; Zhao, Keji; DeSalle, Rob; Zhang, Michael Q (31 March 2009). "Determination of enriched histone modifications in non-genic portions of the human genome.". BMC Genomics 10: 143. PMC 2667539. PMID 19335899. doi:10.1186/1471-2164-10-143. Parámetro descoñecido
|unused_data=ignorado (Axuda) Erro no código da cita: Etiqueta<ref>non válida; o nome "Rosenfeld_2009" está definido varias veces con contidos diferentes - ↑ Hublitz, Philip; Albert, Mareike; Peters, Antoine (28 April 2009). "Mechanisms of Transcriptional Repression by Histone Lysine Methylation". The International Journal of Developmental Biology (Basel) 10 (1387): 335–354. ISSN 1696-3547.
- ↑ Tan M, Luo H, Lee S, Jin F, Yang JS, Montellier E; et al. (2011). "Identification of 67 histone marks and histone lysine crotonylation as a new type of histone modification.". Cell 146 (6): 1016–28. PMC 3176443. PMID 21925322. doi:10.1016/j.cell.2011.08.008.
- ↑ Benevolenskaya EV (2007). "Histone H3K4 demethylases are essential in development and differentiation". Biochem. Cell Biol. 85 (4): 435–43. PMID 17713579. doi:10.1139/o07-057. Parámetro descoñecido
|month=ignorado (Axuda) - ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 7,8 Barski A, Cuddapah S, Cui K, Roh TY, Schones DE, Wang Z, Wei G, Chepelev I, Zhao K (2007). "High-resolution profiling of histone methylations in the human genome". Cell 129 (4): 823–37. PMID 17512414. doi:10.1016/j.cell.2007.05.009. Parámetro descoñecido
|month=ignorado (Axuda) - ↑ 8,0 8,1 8,2 Steger DJ, Lefterova MI, Ying L, Stonestrom AJ, Schupp M, Zhuo D, Vakoc AL, Kim JE, Chen J, Lazar MA, Blobel GA, Vakoc CR (2008). "DOT1L/KMT4 recruitment and H3K79 methylation are ubiquitously coupled with gene transcription in mammalian cells". Mol. Cell. Biol. 28 (8): 2825–39. PMC 2293113. PMID 18285465. doi:10.1128/MCB.02076-07. Parámetro descoñecido
|month=ignorado (Axuda) - ↑ 9,0 9,1 9,2 Koch CM, Andrews RM, Flicek P, Dillon SC, Karaöz U, Clelland GK, Wilcox S, Beare DM, Fowler JC, Couttet P, James KD, Lefebvre GC, Bruce AW, Dovey OM, Ellis PD, Dhami P, Langford CF, Weng Z, Birney E, Carter NP, Vetrie D, Dunham I (2007). "The landscape of histone modifications across 1% of the human genome in five human cell lines". Genome Res. 17 (6): 691–707. PMC 1891331. PMID 17567990. doi:10.1101/gr.5704207. Parámetro descoñecido
|month=ignorado (Axuda) - ↑ Wang Z, Zang C, Rosenfeld JA, Schones DE, Barski A, Cuddapah S; et al. (2008). "Combinatorial patterns of histone acetylations and methylations in the human genome.". Nat Genet 40 (7): 897–903. PMC 2769248. PMID 18552846. doi:10.1038/ng.154.
- ↑ Wang M, Mok MW, Harper H, Lee WH, Min J, Knapp S, Oppermann U, Marsden B, Schapira M (24 Aug 2010). "Structural Genomics of Histone Tail Recognition". Bioinformatics Epub (20): 2629–2630. PMC 2951094. PMID 20739309. doi:10.1093/bioinformatics/btq491.