სურვილისამებრ

ჰისტონების ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციები


ავტორი: დოქტორი ზომა ტერმანისი

ჰისტონის კოდი არის ეპიგენეტიკური ჰისტონის მოდიფიკაციების და მათი ფუნქციების შეჯამება (Jenuwein & Allis, 2001).
თუ ჰისტონს უფრო ყურადღებით დააკვირდებით, გასაოცარი ის არის, რომ ისინი შედგება გლობალური ნაწილისაგან, არაკონსტრუქცირებული (გაჭიმული) ბოლოებით (N და C ტერმინით). ჰისტონების გლობალური რეგიონები ქმნიან ბირთვულ ბირთვს, რომელიც გახვეულია დნმ-ში. არაკონსტრუქციული მთავრდება, პირიქით, პროგნოზირებს ბირთვული სტრუქტურისგან.
ჰისტონები შეიძლება ქიმიურად მოდიფიცირდეს არაკონსტრუქციულ და გლობალურ ადგილებში. ეს არის ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციები. ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში აღმოაჩინეს ასობით ჰისტონის მოდიფიკაცია, რომლებიც ახლა ჯგუფურად არიან დაჯგუფებულნი ე.წ. ჰისტონის კოდით. ყველაზე შესწავლილი მოდიფიკაციებია აცეტილაცია (Ac), მეთილაცია (Me), ფოსფორილირება (P) და ubiquitination (Ub).

ნომენკლატურა

ჰისტონის მოდიფიკაციების აღწერისას გამოიყენება კონკრეტული ნომენკლატურა.
ნაჩვენები იქნება:
(1) რომელი ჰისტონი შეცვლილია (H2A, H2B, H3 ან H4).
(2) ამინომჟავა, რომელიც შეცვლილია და მისი პოზიცია ჰისტონის ცილაშია (მაგ., ლიზინი 9, K9).
(3) მოდიფიკაციის ხასიათი (მაგ., მეთილაცია - მე, აცეტილაცია -Ac, ubiquitinylation-Ub და ა.შ.).
(4) თანდართული ქიმიური ჯგუფების რაოდენობა. ხშირ შემთხვევაში, ერთი, ორი ან თუნდაც სამი იდენტური ქიმიური მოლეკულა შეიძლება ერთვის ამინომჟავას. (მაგ. me1, me2 ან me3).
მაგალითები:
H3K9me3 - ლიზინის ამინომჟავის სამმაგი მეთილაცია H3 ჰისტონის ცილის მეცხრე პოზიციაზე.
H3K9ac ლიზინის ამინომჟავის აცეტილაცია H3 ჰისტონის ცილის მეცხრე პოზიციაზე.

ჰისტონის მოდიფიკაციების ეფექტი გენომზე

ჰისტონის მოდიფიკაციებმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს გენომზე ორი გზით.
1. ფაქტორების მიმაგრების დათრგუნვით და ხელშეწყობით
ჰისტონის სხვადასხვა მოდიფიკაცია შეიძლება იყოს დამაკავშირებელი პლატოები სხვადასხვა მარეგულირებელი ფაქტორებისთვის. მაგალითად, H3K9ac და H3K4me3 შეიძლება ხელი შეუწყონ "აქტივატორების" შებოჭვას და "ინჰიბიტორების" შეკავებას. ეს იწვევს ქრომატინისა და გენის აქტივაციის "გახსნას". თავის მხრივ, H3K27me3, H3K9me3 და H3K20me3 მოდიფიკაციების მაგალითებია, რომლებიც ხელს უწყობენ 'ინჰიბიტორების' შეკავშირებას და ხელს უშლიან 'აქტივატორების' მუშაობას. ეს იწვევს დახურულ ქრომატინის სტრუქტურას, რომლის დროსაც გენები არააქტიურია. ამრიგად, ჰისტონის მოდიფიკაცია არის, ასე ვთქვათ, მარეგულირებელი ფაქტორების შებოჭვის სიგნალი.
2. დნმ-ის ჰისტონის სტრუქტურის უშუალო მოდიფიკაცია
ჰისტონის ზოგიერთმა მოდიფიკაციამ, განსაკუთრებით გლობულურ რეგიონში, ჰისტონებსა და დნმ-ს შორის კონტაქტურ წერტილებში, შეიძლება პირდაპირ შეცვალოს ქრომათინის სტრუქტურა. ზოგიერთი მოდიფიკაცია ხელს უწყობს დნმ-ს უნინგს ჰისტონის ბირთვიდან (მაგ., H3K122ac) და სხვები ხელს უწყობენ ვიწრო ხვრელს (H3K64me).
ხშირად, ზემოთ ჩამოთვლილი მექანიზმების ერთობლიობა გამოიყენება სასურველი ქრომატინის სტრუქტურის მისაღებად.