Wikipedia

H4K12ac

H4K12ac je epigenetička modifikacija proteina za pakovanje histona H4 u DNK. To je oznaka koja ukazuje na acetilaciju na 12. lizinskom ostatku proteinskog histona H4. H4K12ac je uključen u učenje i pamćenje. Moguće je da bi vraćanje ove modifikacije moglo smanjiti smanjenje pamćenja uzrokovano godinama.

Nomenklatura

uredi

H4K12ac ukazuje na acetilaciju lizina 12 na histonskoj proteinskoj podjedinici H4:[1]

Skraćenica Značenje
H4 Histonska porodica H4
K Standardna jednoznačna skraćenica za lizin
12 Položaj aminokiselinskih ostataka
(računajući od N-kraja)
ac Acetil grupa

Histonske modifikacije

uredi

Genomska DNK eukariotskih ćelija je omotana oko posebnih proteinskih molekula poznatih kao histoni. Kompleksi formirani petljom DNK poznati su kao hromatin. ]]Osnovna strukturna jedinica hromatina je nukleosom: sastoji se od jezgarnog histonskog oktamera (H2A, H2B, H3 i H4) kao i linkera histona i oko 180 baznih parova DNK. Ovi jezgarni histoni su bogati ostacima lizina i arginina. Karboksilni (C) terminal ovih histona doprinosi interakcijama histon-histon, kao i interakcijama histon-DNK. Napunjeni repovi amino (N) terminala su mjesto posttranslacijske modifikacije, kao što je ono viđeno u H3K36me3.[2][3]

Histon H4

uredi

Modifikacije H4 nisu toliko poznate kao H3 i H4 imaju manje varijacija koje bi mogle objasniti njihovu važnu funkciju.[4]

H4K12ac

uredi

Acetilacija histona H4K5 i H4K12 obogaćena je na centromerama.[4]: Script error: The function "hyphen2dash" does not exist. [4] H4K8ac i H4K12ac su povezani sa aktivnim promotorima, kako bi formirali okosnicu.[4]: Script error: The function "hyphen2dash" does not exist.  H4 se više lokalizira na promotorima genskih tijela nego druge acetilacije, tako da H4K8ac olakšava produžavanje transkripcije.[4]: Script error: The function "hyphen2dash" does not exist. 

H4K12ac je uključen u učenje i pamćenje tako da može pomoći u smanjenju opadanja pamćenja uzrokovanog starenjem.[4]: Script error: The function "hyphen2dash" does not exist. 

Acetilacija i deacetilacija lizina

uredi
 
Acetilacija lizina

Proteini se obično acetiliraju na ostacima lizina i ova reakcija se oslanja na acetil-koenzim A kao donatora acetilne grupe. U acetilaciji i deacetilaciji histona, histonski proteini se acetiliraju i deacetiliraju na lizinskim ostacima u N-terminalnom repu kao dio regulacija gena. Tipski, ove reakcije kataliziraju enzimi sa histon-acetiltransferazom (HAT) ili aktivnošću histon-deacetilaze (HDAC), iako HAT i HDAC mogu modificirati status acetilacije nehistonskih proteina.[5]

Regulacija faktora transkripcije, efektorskih proteina, molekulaskih šaperona i proteina citoskeleta acetilacijom i deacetilacijom je značajan posttranslacijski regulatorni mehanizam[6] Ovi regulatorni mehanizmi su analogni fosforilaciji i defosforilaciji, djelovanjem kinaza i fosfataza. Ne samo da stanje acetilacije proteina može modificirati njegovu aktivnost, već ova posttranslacijska modifikacija također može biti unakrsna sa fosforilacijama, metilacijama, ubikvitinacijama, sumoilacijom i drugim za dinamičku kontrolu ćelijske signalizacije.[7][8][9]

Epigenetičke implikacije

uredi

Posttranslacijska modifikacija histonskih repova, bilo kompleksima za modifikaciju histona ili kompleksima za remodeliranje hromatina tumače se od strane ćelije i dovode do složenog, kombinatornog transkripcionog izlaza. Smatra se da histonski kod diktira ekspresiju gena kompleksnom interakcijom između histona u određenoj regiji.[10] Sadašnje razumijevanje i interpretacija histona dolazi iz dva projekta velikih razmjera: ENCODE i Epigenomska road-mapa.[11] Svrha epigenomske studije bila je istraživanje epigenetičkih promjena u cijelom genomu. Ovo je dovelo do stanja hromatina koja definiraju genomske regije grupisanjem interakcija različitih proteina i/ili histonskih modifikacija zajedno. Stanja hromatina su istraživana u ćelijama roda Drosophila posmatranjem lokacije vezivanja proteina u genomu. Korištenje ChIP-sekvenciranja otkrilo je regije u genomu koje karakteriziraju različiti pojasevi.[12] Different developmental stages were profiled in Drosophila as well, an emphasis was placed on histone modification relevance.[13] Uvid u dobijene podatke doveo je do definicije stanja hromatina na osnovu modifikacija histona.[14]

Ljudski genom je označen stanjima hromatina. Ova označena stanja mogu se koristiti kao novi načini za označavanje genoma neovisno o sekvenci genoma u osnovi. Ova nezavisnost od sekvence DNK pojačava epigenetičku prirodu histonskih modifikacija. Stanja hromatina su takođe korisna u identifikaciji regulatornih elemenata koji nemaju definisanu sekvencu, kao što su pojačivači. Ovaj dodatni nivo napomene omogućava dublje razumijevanje regulacije gena specifične za ćeliju.[15]

Metodi

uredi

Acetilacija histonske marke može se otkriti na različite načine:

1. Imunoprecipitacijsko sekvcenciranje hromstina (ChIP-sekvenciranje) mjeri količinu obogaćivanja DNK kada se jednom veže za ciljani protein i imunoprecipitira. Rezultat je dobra optimizacija i koristi se in vivo za otkrivanje vezivanja DNK-protein u ćelijama. ChIP-Seq se može koristiti za identifikaciju i kvantifikaciju različitih fragmenata DNK za različite histonske modifikacije duž genomske regije.[16]

2. Mikrokokno nukleazno sequenciranje (MNase-seq) koristi se za istraživanje regija koje su vezane dobro pozicioniranim nukleosomima. Upotreba enzima mikrokokne nukleaze koristi se za identifikaciju pozicioniranja nukleosoma. Vidi se da dobro pozicionirani nukleosomi imaju obogaćene sekvence.[17]

3. Test za sekvenciranje hromatina dostupnog transpozazi (ATAC-seq) koristi se za ispitivanje regiona bez nukleosoma (otvoreni hromatin). Koristi hiperaktivni Tn5-transpozon da istakne lokalizaciju nukleosoma.[18][19][20]

Također pogledajte

uredi

Reference

uredi
  1. ^ Huang, Suming; Litt, Michael D.; Ann Blakey, C. (30. 11. 2015). Epigenetic Gene Expression and Regulation. str. 21–38. ISBN 9780127999586.
  2. ^ Ruthenburg AJ, Li H, Patel DJ, Allis CD (decembar 2007). "Multivalent engagement of chromatin modifications by linked binding modules". Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 8 (12): 983–94. doi:10.1038/nrm2298. PMC 4690530. PMID 18037899.
  3. ^ Kouzarides T (februar 2007). "Chromatin modifications and their function". Cell. 128 (4): 693–705. doi:10.1016/j.cell.2007.02.005. PMID 17320507.
  4. ^ a b c d e f "Histone H4K12". epigenie. Pristupljeno 14. 12. 2019.
  5. ^ Sadoul K, Boyault C, Pabion M, Khochbin S (2008). "Regulation of protein turnover by acetyltransferases and deacetylases". Biochimie. 90 (2): 306–12. doi:10.1016/j.biochi.2007.06.009. PMID 17681659.
  6. ^ Glozak MA, Sengupta N, Zhang X, Seto E (2005). "Acetylation and deacetylation of non-histone proteins". Gene. 363: 15–23. doi:10.1016/j.gene.2005.09.010. PMID 16289629.
  7. ^ Yang XJ, Seto E (2008). "Lysine acetylation: codified crosstalk with other posttranslational modifications". Mol. Cell. 31 (4): 449–61. doi:10.1016/j.molcel.2008.07.002. PMC 2551738. PMID 18722172.
  8. ^ Eddé B, Denoulet P, de Néchaud B, Koulakoff A, Berwald-Netter Y, Gros F (1989). "Posttranslational modifications of tubulin in cultured mouse brain neurons and astroglia". Biol. Cell. 65 (2): 109–117. doi:10.1016/0248-4900(89)90018-x. PMID 2736326.
  9. ^ Maruta H, Greer K, Rosenbaum JL (1986). "The acetylation of alpha-tubulin and its relationship to the assembly and disassembly of microtubules". J. Cell Biol. 103 (2): 571–579. doi:10.1083/jcb.103.2.571. PMC 2113826. PMID 3733880.
  10. ^ Jenuwein T, Allis CD (august 2001). "Translating the histone code". Science. 293 (5532): 1074–80. doi:10.1126/science.1063127. PMID 11498575.
  11. ^ Birney E, Stamatoyannopoulos JA, Dutta A, Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH, et al. (The ENCODE Project Consortium) (juni 2007). "Identification and analysis of functional elements in 1% of the human genome by the ENCODE pilot project". Nature. 447 (7146): 799–816. Bibcode:2007Natur.447..799B. doi:10.1038/nature05874. PMC 2212820. PMID 17571346.
  12. ^ Filion GJ, van Bemmel JG, Braunschweig U, Talhout W, Kind J, Ward LD, Brugman W, de Castro IJ, Kerkhoven RM, Bussemaker HJ, van Steensel B (oktobar 2010). "Systematic protein location mapping reveals five principal chromatin types in Drosophila cells". Cell. 143 (2): 212–24. doi:10.1016/j.cell.2010.09.009. PMC 3119929. PMID 20888037.
  13. ^ Roy S, Ernst J, Kharchenko PV, Kheradpour P, Negre N, Eaton ML, et al. (modENCODE Consortium) (decembar 2010). "Identification of functional elements and regulatory circuits by Drosophila modENCODE". Science. 330 (6012): 1787–97. Bibcode:2010Sci...330.1787R. doi:10.1126/science.1198374. PMC 3192495. PMID 21177974.
  14. ^ Kharchenko PV, Alekseyenko AA, Schwartz YB, Minoda A, Riddle NC, Ernst J, et al. (mart 2011). "Comprehensive analysis of the chromatin landscape in Drosophila melanogaster". Nature. 471 (7339): 480–5. Bibcode:2011Natur.471..480K. doi:10.1038/nature09725. PMC 3109908. PMID 21179089.
  15. ^ Kundaje A, Meuleman W, Ernst J, Bilenky M, Yen A, Heravi-Moussavi A, Kheradpour P, Zhang Z, et al. (Roadmap Epigenomics Consortium) (februar 2015). "Integrative analysis of 111 reference human epigenomes". Nature. 518 (7539): 317–30. Bibcode:2015Natur.518..317.. doi:10.1038/nature14248. PMC 4530010. PMID 25693563.
  16. ^ "Whole-Genome Chromatin IP Sequencing (ChIP-Seq)" (PDF). Illumina. Pristupljeno 23. 10. 2019.
  17. ^ "MAINE-Seq/Mnase-Seq". illumina. Pristupljeno 23. 10. 2019.
  18. ^ Buenrostro, Jason D.; Wu, Beijing; Chang, Howard Y.; Greenleaf, William J. (2015). "ATAC-seq: A Method for Assaying Chromatin Accessibility Genome-Wide". Current Protocols in Molecular Biology. 109: 21.29.1–21.29.9. doi:10.1002/0471142727.mb2129s109. ISBN 9780471142720. PMC 4374986. PMID 25559105.
  19. ^ Schep, Alicia N.; Buenrostro, Jason D.; Denny, Sarah K.; Schwartz, Katja; Sherlock, Gavin; Greenleaf, William J. (2015). "Structured nucleosome fingerprints enable high-resolution mapping of chromatin architecture within regulatory regions". Genome Research. 25 (11): 1757–1770. doi:10.1101/gr.192294.115. ISSN 1088-9051. PMC 4617971. PMID 26314830.
  20. ^ Song, L.; Crawford, G. E. (2010). "DNase-seq: A High-Resolution Technique for Mapping Active Gene Regulatory Elements across the Genome from Mammalian Cells". Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (2): pdb.prot5384. doi:10.1101/pdb.prot5384. ISSN 1559-6095. PMC 3627383. PMID 20150147.
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=H4K12ac&oldid=3491338"