Modificación de histonas

Un nucleosoma contiene un núcleo proteico que se compone de cuatro proteínas centrales de histonas: H2A, H2B, H3 y H4.

Además de estas cuatro histonas centrales estándar, los eucariotas también poseen algunas variantes de cada histona, con la excepción de H4.

Las colas amino-terminales de las histonas del núcleo estándar y variantes sobresalen de los nucleosomas y son altamente desestructuradas y móviles.

Estas colas, que comprenden alrededor de 30 aminoácidos, están sujetas a varias formas de modificaciones covalentes, como la acetilación de lisinas, la fosforilación de serinas y la mono-metilación de lisinas.

Las reacciones que conducen a estas modificaciones son catalizadas por diferentes enzimas como metiltransferasas, acetilasas, quinasas. Estos grupos de enzimas se conocen colectivamente como los "escritores".

Las reacciones que catalizan la eliminación de estos grupos químicos son catalizadas por enzimas como las demetilasas, las desacetilasas y las fosfatasas. Estas enzimas se conocen colectivamente como los "borradores".

Entre las numerosas combinaciones posibles de diferentes variantes de histonas y modificaciones de extremos amino-terminales, solo se sabe que ocurren ciertos conjuntos coordinados. Algunos de estos conjuntos combinados de modificaciones codifican una señal específica para la célula.

Por ejemplo, un conjunto de modificaciones señala el daño en el ADN y la necesidad de reparación. Otro señala la expresión génica, mientras que otros señalan el silenciamiento génico o la modificación de la cromatina, como el establecimiento y la propagación de la heterocromatina.

Este sistema de codificación se conoce como el 'Código Histona'.

Las señales codificadas en estas modificaciones son decodificadas por proteínas reguladoras específicas llamadas "lectores". Estas proteínas y complejos multiproteicos contienen varios dominios pequeños, cada uno de los cuales reconoce una marca de histonas particular.

Se unen fuertemente a una región de la cromatina que contiene varias marcas de histonas diferentes y atraen complejos proteicos adicionales con actividades catalíticas. Esto conduce a funciones biológicas específicas como las modificaciones de la cromatina, la expresión génica y el silenciamiento génico.