Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Гістоновий код гіпотеза відповідно до якої транскрипція генетичної інформації закодованої в ДНК є частково залежною від

Гістоновий код

Гістоновий код

Гістоновий код – гіпотеза відповідно до якої транскрипція генетичної інформації закодованої в ДНК є частково залежною від хімічних модифікацій у N-кінцевих ділянках гістонів, білків що утворюють нуклеосоми. Разом з іншими механізмами, такими як метилювання ДНК, ковалентні модифікації гістонів належать до епігенетичного коду. Гістони асоціюються з ДНК утворюючи нуклеосоми, які в свою чергу утворюють хроматинові нитки, із яких утворені хромосоми. Гістони є глобулярними протеїнами із вільним гнучким N-кінцем (який інколи називають «хвостом») який виступає з нуклеосоми. Багато з ковалентних N-хвостових модифікацій гарно корелюють із функціональними станами хроматину та з інтенсивністю експресії генів. Ключовою ідеєю гіпотези гістонового коду є те що ковалентні модифікації гістонів слугують для того щоб залучити інші функціональні білки (які мають також спеціальні домени для розпізнавання окремих модифікацій), а не просто для того щоб зміцнити або послабити нековалентні взаємодії між гістонами і ДНК. Протеїни залучені за допомогою ковалентного гістонового коду виконують певні функції, наприклад вмикають експресію генів. 

Гіпотеза

Новизною гіпотези було припущення що організація хроматину на молекулярному рівні керується комбінаціями ковалентних модифікацій гістонів. Поки той факт, що ковалентні модифікації (такі як метилювання, ацетилювання, АДФ-рібозилювання, убіквітинилювання, фосфорилювання) гістонів впливають на структуру хроматину, є надійно встановленим, повне розуміння механізмів завдяки яким це відбувається є відсутнім. Хоча, деякі окремі випадки були детально вивчені. Наприклад було встановлено, що фосфорилювання залишків серину в позиціях 10 та 28 гістону H3 є маркером конденсованого хроматину. Також, комбінація із фосфориляції серину в позиції 10 та ацетилювання лізину 14 в гістоні H3 є молекулярним маркером активної транскрипції в цьому місці.

Модифікації

Широко відомі модифікації гістонів включають:

Метилюватись можуть амінокислотні залишки лізину та аргініну. Метильовані лізини є найбільш вивченими елементами гістонового коду і означають альтерації в рівні експресії генів. Метилювання залишків лізину H3K4 та H3K36 корелють з активацією транскрипції, тоді як деметилювання H3K4 корелює із тарнскрипційною неактивністю. Метилювання лізинів H3K9 та H3K27 корелює з транскрипційною репресією. Зокрема, H3K9me3 є ознакою гетерохроматину.

  • ацетилювання — під впливом HAT (histone acetyl transferase); деацетилювання — під впливом HDAC (histone deacetylase)

Ацетилювання як правило означає «розкриття» хроматину оскільки ацетильовані гістони не можуть утворити стабільну нуклеосому.

Існує велика кількість інших ковалентних модифікації гістонів які були відкриті із використанням високочутливої мас-спектрометрії.


Тип
модифікаці 		Гістон
H3K4 H3K9 H3K14 H3K27 H3K79 H4K20 H2BK5
моно-метилювання активація активація активація активація активація активація
ди-метилювання активація репресія репресія активація
триметилювання активація репресія репресія активація,
репресія		 репресія
ацетилювання активація активація
  • H3K4me3 знайдений біля активно транскрибованих промоторів
  • H3K9me3 знайдений в перманентно вимкнених генах.
  • H3K27me знайдений в тимчасово вимкнених генах.
  • H3K36me3 знайдений в середині активно транскрибованих генів.
  • H3K9ac знайдений біля активно транскрибованих промоторів.
  • H3K14ac знайдений біля активно транскрибованих промоторів.

Складність гістонового коду

Гістоновий код є потенційно дуже складним. Кожен із чотирьох гістонів може бути модифікований багатьма різними способами одразу по декільком позиціям в хвості. Це дає велику кількість потенційно можливих комбінацій. Наприклад, гістон H3 містить 19 залишків лізину які можуть бути метильвані — а саме моно-, ди- або триметильовані. У випадку незалежності цих модифікацій можливе існування 419 або 280 мільярдів комбінацій; це є значно більше ніж загальна кількість гістонів H3 у ядрі (6.4 Gb / ~150 bp на нуклеосому = ~ 44 мільйони гістонів у випадку найбільш компактного розташування нуклеосом). Кількість можливих значень комбінаторно зростає якщо враховувати ацетилювання лізинів (у випадку гістона H3 воно може відбуватись на 9 різних залишках), метилювання аргінінів (для H3 це три залишки) або треонін/серин/тирозинового фосфорилювання (для H3 це ще 8 залишків). Ця величезна кількість потенційно можливих комбінацій коду стає ще більшою якщо врахувати обидві копії H3 в нуклеосомі а також три інші пари гістонів.

Кожна нуклеосома в ядрі може мати унікальний «патерн».  Нещодавне систематичне дослідження 40 гістонових модифікацій в промоторах генів людини виявило близько 4000 різних комбінацій, більше 3000 з яких існують тільки на одному промоторі. В той же час, набір із 17 комбінацій був знайдений одночасно більш ніж в 3000 генів. 

Див. також

Посилання

  1. Jenuwein T, Allis C (2001). Translating the histone code. Science. Т. 293, № 5532. с. 1074—80. doi:10.1126/science.1063127. PMID 11498575.
  2. Strahl B, Allis C (2000). The language of covalent histone modifications. Nature. Т. 403, № 6765. с. 41—5. doi:10.1038/47412. PMID 10638745.
  3. Rosenfeld, Jeffrey A; Wang, Zhibin; Schones, Dustin; Zhao, Keji; DeSalle, Rob; Zhang, Michael Q (31 березня 2009). Determination of enriched histone modifications in non-genic portions of the human genome. BMC Genomics. Т. 10. с. 143. doi:10.1186/1471-2164-10-143. PMC 2667539. PMID 19335899.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()
  4. Hublitz, Philip; Albert, Mareike; Peters, Antoine (28 квітня 2009). Mechanisms of Transcriptional Repression by Histone Lysine Methylation. The International Journal of Developmental Biology. Т. 10, № 1387. Basel. с. 335—354. ISSN 1696-3547.
  5. Tan M, Luo H, Lee S, Jin F, Yang JS, Montellier E та ін. (2011). Identification of 67 histone marks and histone lysine crotonylation as a new type of histone modification. Cell. Т. 146, № 6. с. 1016—28. doi:10.1016/j.cell.2011.08.008. PMC 3176443. PMID 21925322.
  6. Benevolenskaya EV (August 2007). Histone H3K4 demethylases are essential in development and differentiation. Biochem. Cell Biol. 85 (4): 435—43. doi:10.1139/o07-057. PMID 17713579.
  7. Barski A, Cuddapah S, Cui K, Roh TY, Schones DE, Wang Z, Wei G, Chepelev I, Zhao K (May 2007). High-resolution profiling of histone methylations in the human genome. Cell. 129 (4): 823—37. doi:10.1016/j.cell.2007.05.009. PMID 17512414.
  8. Steger DJ, Lefterova MI, Ying L, Stonestrom AJ, Schupp M, Zhuo D, Vakoc AL, Kim JE, Chen J, Lazar MA, Blobel GA, Vakoc CR (April 2008). DOT1L/KMT4 recruitment and H3K79 methylation are ubiquitously coupled with gene transcription in mammalian cells. Mol. Cell. Biol. 28 (8): 2825—39. doi:10.1128/MCB.02076-07. PMC 2293113. PMID 18285465.
  9. 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 (June 2007). The landscape of histone modifications across 1% of the human genome in five human cell lines. Genome Res. 17 (6): 691—707. doi:10.1101/gr.5704207. PMC 1891331. PMID 17567990.
  10. Wang Z, Zang C, Rosenfeld JA, Schones DE, Barski A, Cuddapah S та ін. (2008). . Nat Genet. Т. 40, № 7. с. 897—903. doi:10.1038/ng.154. PMC 2769248. PMID 18552846. Архів оригіналу за 13 квітня 2020. Процитовано 13 березня 2022.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Gistonovij kod gipoteza vidpovidno do yakoyi transkripciya genetichnoyi informaciyi zakodovanoyi v DNK ye chastkovo zalezhnoyu vid himichnih modifikacij u N kincevih dilyankah gistoniv bilkiv sho utvoryuyut nukleosomi Razom z inshimi mehanizmami takimi yak metilyuvannya DNK kovalentni modifikaciyi gistoniv nalezhat do epigenetichnogo kodu Gistoni asociyuyutsya z DNK utvoryuyuchi nukleosomi yaki v svoyu chergu utvoryuyut hromatinovi nitki iz yakih utvoreni hromosomi Gistoni ye globulyarnimi proteyinami iz vilnim gnuchkim N kincem yakij inkoli nazivayut hvostom yakij vistupaye z nukleosomi Bagato z kovalentnih N hvostovih modifikacij garno korelyuyut iz funkcionalnimi stanami hromatinu ta z intensivnistyu ekspresiyi geniv Klyuchovoyu ideyeyu gipotezi gistonovogo kodu ye te sho kovalentni modifikaciyi gistoniv sluguyut dlya togo shob zaluchiti inshi funkcionalni bilki yaki mayut takozh specialni domeni dlya rozpiznavannya okremih modifikacij a ne prosto dlya togo shob zmicniti abo poslabiti nekovalentni vzayemodiyi mizh gistonami i DNK Proteyini zalucheni za dopomogoyu kovalentnogo gistonovogo kodu vikonuyut pevni funkciyi napriklad vmikayut ekspresiyu geniv GipotezaNoviznoyu gipotezi bulo pripushennya sho organizaciya hromatinu na molekulyarnomu rivni keruyetsya kombinaciyami kovalentnih modifikacij gistoniv Poki toj fakt sho kovalentni modifikaciyi taki yak metilyuvannya acetilyuvannya ADF ribozilyuvannya ubikvitinilyuvannya fosforilyuvannya gistoniv vplivayut na strukturu hromatinu ye nadijno vstanovlenim povne rozuminnya mehanizmiv zavdyaki yakim ce vidbuvayetsya ye vidsutnim Hocha deyaki okremi vipadki buli detalno vivcheni Napriklad bulo vstanovleno sho fosforilyuvannya zalishkiv serinu v poziciyah 10 ta 28 gistonu H3 ye markerom kondensovanogo hromatinu Takozh kombinaciya iz fosforilyaciyi serinu v poziciyi 10 ta acetilyuvannya lizinu 14 v gistoni H3 ye molekulyarnim markerom aktivnoyi transkripciyi v comu misci Modifikaciyi Shiroko vidomi modifikaciyi gistoniv vklyuchayut Metilyuvannya Metilyuvatis mozhut aminokislotni zalishki lizinu ta argininu Metilovani lizini ye najbilsh vivchenimi elementami gistonovogo kodu i oznachayut alteraciyi v rivni ekspresiyi geniv Metilyuvannya zalishkiv lizinu H3K4 ta H3K36 korelyut z aktivaciyeyu transkripciyi todi yak demetilyuvannya H3K4 korelyuye iz tarnskripcijnoyu neaktivnistyu Metilyuvannya liziniv H3K9 ta H3K27 korelyuye z transkripcijnoyu represiyeyu Zokrema H3K9me3 ye oznakoyu geterohromatinu acetilyuvannya pid vplivom HAT histone acetyl transferase deacetilyuvannya pid vplivom HDAC histone deacetylase Acetilyuvannya yak pravilo oznachaye rozkrittya hromatinu oskilki acetilovani gistoni ne mozhut utvoriti stabilnu nukleosomu Fosforilyuvannya Ubikvitinilyuvannya Isnuye velika kilkist inshih kovalentnih modifikaciyi gistoniv yaki buli vidkriti iz vikoristannyam visokochutlivoyi mas spektrometriyi Tip modifikaci GistonH3K4 H3K9 H3K14 H3K27 H3K79 H4K20 H2BK5mono metilyuvannya aktivaciya aktivaciya aktivaciya aktivaciya aktivaciya aktivaciyadi metilyuvannya aktivaciya represiya represiya aktivaciyatrimetilyuvannya aktivaciya represiya represiya aktivaciya represiya represiyaacetilyuvannya aktivaciya aktivaciyaH3K4me3 znajdenij bilya aktivno transkribovanih promotoriv H3K9me3 znajdenij v permanentno vimknenih genah H3K27me znajdenij v timchasovo vimknenih genah H3K36me3 znajdenij v seredini aktivno transkribovanih geniv H3K9ac znajdenij bilya aktivno transkribovanih promotoriv H3K14ac znajdenij bilya aktivno transkribovanih promotoriv Skladnist gistonovogo koduGistonovij kod ye potencijno duzhe skladnim Kozhen iz chotiroh gistoniv mozhe buti modifikovanij bagatma riznimi sposobami odrazu po dekilkom poziciyam v hvosti Ce daye veliku kilkist potencijno mozhlivih kombinacij Napriklad giston H3 mistit 19 zalishkiv lizinu yaki mozhut buti metilvani a same mono di abo trimetilovani U vipadku nezalezhnosti cih modifikacij mozhlive isnuvannya 419 abo 280 milyardiv kombinacij ce ye znachno bilshe nizh zagalna kilkist gistoniv H3 u yadri 6 4 Gb 150 bp na nukleosomu 44 miljoni gistoniv u vipadku najbilsh kompaktnogo roztashuvannya nukleosom Kilkist mozhlivih znachen kombinatorno zrostaye yaksho vrahovuvati acetilyuvannya liziniv u vipadku gistona H3 vono mozhe vidbuvatis na 9 riznih zalishkah metilyuvannya argininiv dlya H3 ce tri zalishki abo treonin serin tirozinovogo fosforilyuvannya dlya H3 ce she 8 zalishkiv Cya velichezna kilkist potencijno mozhlivih kombinacij kodu staye she bilshoyu yaksho vrahuvati obidvi kopiyi H3 v nukleosomi a takozh tri inshi pari gistoniv Kozhna nukleosoma v yadri mozhe mati unikalnij patern Neshodavne sistematichne doslidzhennya 40 gistonovih modifikacij v promotorah geniv lyudini viyavilo blizko 4000 riznih kombinacij bilshe 3000 z yakih isnuyut tilki na odnomu promotori V toj zhe chas nabir iz 17 kombinacij buv znajdenij odnochasno bilsh nizh v 3000 geniv Div takozhGistoni Giston modifikuyuchi enzimiPosilannyaJenuwein T Allis C 2001 Translating the histone code Science T 293 5532 s 1074 80 doi 10 1126 science 1063127 PMID 11498575 Strahl B Allis C 2000 The language of covalent histone modifications Nature T 403 6765 s 41 5 doi 10 1038 47412 PMID 10638745 Rosenfeld Jeffrey A Wang Zhibin Schones Dustin Zhao Keji DeSalle Rob Zhang Michael Q 31 bereznya 2009 Determination of enriched histone modifications in non genic portions of the human genome BMC Genomics T 10 s 143 doi 10 1186 1471 2164 10 143 PMC 2667539 PMID 19335899 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite news title Shablon Cite news cite news a Obslugovuvannya CS1 Storinki iz nepoznachenim DOI z bezkoshtovnim dostupom posilannya Hublitz Philip Albert Mareike Peters Antoine 28 kvitnya 2009 Mechanisms of Transcriptional Repression by Histone Lysine Methylation The International Journal of Developmental Biology T 10 1387 Basel s 335 354 ISSN 1696 3547 Tan M Luo H Lee S Jin F Yang JS Montellier E ta in 2011 Identification of 67 histone marks and histone lysine crotonylation as a new type of histone modification Cell T 146 6 s 1016 28 doi 10 1016 j cell 2011 08 008 PMC 3176443 PMID 21925322 Benevolenskaya EV August 2007 Histone H3K4 demethylases are essential in development and differentiation Biochem Cell Biol 85 4 435 43 doi 10 1139 o07 057 PMID 17713579 Barski A Cuddapah S Cui K Roh TY Schones DE Wang Z Wei G Chepelev I Zhao K May 2007 High resolution profiling of histone methylations in the human genome Cell 129 4 823 37 doi 10 1016 j cell 2007 05 009 PMID 17512414 Steger DJ Lefterova MI Ying L Stonestrom AJ Schupp M Zhuo D Vakoc AL Kim JE Chen J Lazar MA Blobel GA Vakoc CR April 2008 DOT1L KMT4 recruitment and H3K79 methylation are ubiquitously coupled with gene transcription in mammalian cells Mol Cell Biol 28 8 2825 39 doi 10 1128 MCB 02076 07 PMC 2293113 PMID 18285465 Koch CM Andrews RM Flicek P Dillon SC Karaoz 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 June 2007 The landscape of histone modifications across 1 of the human genome in five human cell lines Genome Res 17 6 691 707 doi 10 1101 gr 5704207 PMC 1891331 PMID 17567990 Wang Z Zang C Rosenfeld JA Schones DE Barski A Cuddapah S ta in 2008 Nat Genet T 40 7 s 897 903 doi 10 1038 ng 154 PMC 2769248 PMID 18552846 Arhiv originalu za 13 kvitnya 2020 Procitovano 13 bereznya 2022

Дата публікації:
Топ