Código de histonas: Diferenzas entre revisións
| Liña 74: | Liña 74: | ||
==Complexidade do código de histonas== |
==Complexidade do código de histonas== |
||
A diferencia deste modelo simplificado, calquera modelo real de código de histonas ten o potencial de ser enormemente complexo; cada unha das catro histonas estándar pode ser modificada simultaneamente en moitos sitios diferentes e con distintos tipos de modificacións. Para dar unha idea desta complexidade, a [[histona H3]] contén dezanove lisinas que poden ser metiladas; cada unha pode estar non metilada ou mono-, di- ou trimetilada. Se as modificacións son independentes, isto permite un potencial de 4<sup>19</sup> ou 280 billóns de diferentes patrñons de metilación nas lisinas, que é moi superior ao número máximo de moléculas de histonas nunha célula humana (6,4Gb / ~150bp = ~44 millóns de histonas se están apertadamente empaquetadas). E isto non inclúe a acetilación das lisinas (coñécense na H3 nove residuos), a metilación da arxinina (coñécense na H3 en tres residuos) ou a fosforilación da [[treonina]]/[[serina]]/[[tirosina]] (coñécense na H3 en oito residuos), sen mencionar as modificacións doutras 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 4<sup>19</sup> 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. |
|||
Cada [[nucleosoma]] dunha célula pode, por tanto, ter un diferente conxunto de modificacións, o que formula a cuestión de se existen patróns comúns de modificacións das histonas. Un estudo recente de aproximadamente 40 modificacións de histonas en promotores de xenes humanos atopou unhas 4.000 combinacións diferentes utilizadas, e unhas 3.000 nun só promotor. Porén, descubríronse algúns patróns como un grupo de 17 modificacións de histonas que están presentes xuntas nuns 3.000 xenes <ref name="pmid18552846">{{cite journal| author=Wang Z, Zang C, Rosenfeld JA, Schones DE, Barski A, Cuddapah S et al.| title=Combinatorial patterns of histone acetylations and methylations in the human genome. | journal=Nat Genet | year= 2008 | volume= 40 | issue= 7 | pages= 897-903 | pmid=18552846 | doi=10.1038/ng.154 | pmc=2769248 | url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/eutils/elink.fcgi?dbfrom=pubmed&tool=sumsearch.org/cite&retmode=ref&cmd=prlinks&id=18552846 }} </ref>. Por tanto, os patróns de modificacións de histonas existen, mais son moi complicados, e actualmente temos unha comprensión bioquímica detallada de importancia dun número relativamente pequeno de ditas modificacións. |
|||
| ⚫ | Os determinantes estruturais do recoñecemento das histonas polas moléculas lectoras, escritoras e borradoras do código de histonas están sendo determinados por un crecente número de datos experimentais. <ref name="Wang">{{cite journal |author=Wang M, Mok MW, Harper H, Lee WH, Min J, Knapp S, Oppermann U, Marsden B, Schapira M |title=Structural Genomics of Histone Tail Recognition |journal=Bioinformatics |volume=Epub |issue=20 |pages=2629–2630 |year=24 Aug 2010 |pmid=20739309 |pmc=2951094 |doi=10.1093/bioinformatics/btq491}}</ref> |
||
| ⚫ | |||
==Notas== |
==Notas== |
||
Revisión como estaba o 6 de outubro de 2012 ás 17:38
 | 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
Modificacións ben caracterizadas das histonas son[2]:
Poden ser metilados residuos de lisina ou arxinina. As lisinas metiladas son as marcas mellor coñecidas do codigo de histonas, a que a metilación de lisina específicas se corresponde moi ben cos estados de expresión xenética. A metilación das lisinas H3K4 e H3K36 está correlacionado coa activación transcricional e a desmetilación de H3K4 está correlacionada co silenciamento da rexión xenómica afectada. A metilación das lisinas H3K9 e H3K27 está correlacionada coa represión transcricional. [3] Particularly, H3K9me3 is highly correlated with constitutive heterochromatin.[4]
- Acetilación por HAT (histona acetiltransferase) e desacetilación por HDAC (histona desacetilase). A acetilación tende a definir a ‘openness’ da cromatina, xa que as histonas acetiladas non poden empaquetarse xuntas tan ben coma as que están desacetiladas.
- Fosforilación
- Ubiquitinacion
Hai moitas máis modificacións posibles das histonas, e a utilización da espectrometría de masas aumentou moito recentemente o catálogo [5].
Un sumario moi básico do código das histonas para a expresión xénica dáse na táboa:
| Tipo of modification |
Histona | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H3K4 | H3K9 | H3K14 | H3K27 | H3K79 | H4K20 | H2BK5 | |
| monometilación | activación[6] | activation[7] | activación[7] | activación[7][8] | activación[7] | activación[7] | |
| dimetilación | represión[3] | represión[3] | activación[8] | ||||
| trimetilación | activación[9] | represión[7] | represión[7] | activación,[8] repression[7] |
represión[3] | ||
| acetilación | activación[9] | activación[9] | |||||
- H3K4me3 encóntrase en promotores en activa transcrición, especialmente xusto despois do sitio de inicio da transcrición.
- H3K9me3 encóntrase en xenes reprimidos constitutivamente.
- H3K27me encóntrase en xenes reprimidos facultativamente. [7]
- H3K36me3 encóntrase en xenes en activa transcrición.
- H3K9ac encóntrase en promotores transcritos activamente.
- H3K14ac encóntrase en promotores transcritos activamente.
Complexidade do código de histonas
A diferencia deste modelo simplificado, calquera modelo real de código de histonas ten o potencial de ser enormemente complexo; cada unha das catro histonas estándar pode ser modificada simultaneamente en moitos sitios diferentes e con distintos tipos de modificacións. Para dar unha idea desta complexidade, a histona H3 contén dezanove lisinas que poden ser metiladas; cada unha pode estar non metilada ou mono-, di- ou trimetilada. Se as modificacións son independentes, isto permite un potencial de 419 ou 280 billóns de diferentes patrñons de metilación nas lisinas, que é moi superior ao número máximo de moléculas de histonas nunha célula humana (6,4Gb / ~150bp = ~44 millóns de histonas se están apertadamente empaquetadas). E isto non inclúe a acetilación das lisinas (coñécense na H3 nove residuos), a metilación da arxinina (coñécense na H3 en tres residuos) ou a fosforilación da treonina/serina/tirosina (coñécense na H3 en oito residuos), sen mencionar as modificacións doutras histonas.
Cada nucleosoma dunha célula pode, por tanto, ter un diferente conxunto de modificacións, o que formula a cuestión de se existen patróns comúns de modificacións das histonas. Un estudo recente de aproximadamente 40 modificacións de histonas en promotores de xenes humanos atopou unhas 4.000 combinacións diferentes utilizadas, e unhas 3.000 nun só promotor. Porén, descubríronse algúns patróns como un grupo de 17 modificacións de histonas que están presentes xuntas nuns 3.000 xenes [10]. Por tanto, os patróns de modificacións de histonas existen, mais son moi complicados, e actualmente temos unha comprensión bioquímica detallada de importancia dun número relativamente pequeno de ditas modificacións.
Os determinantes estruturais do recoñecemento das histonas polas moléculas lectoras, escritoras e borradoras do código de histonas están sendo determinados por un crecente número de datos experimentais. [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.