Histon Modifikasyonu

Nükleozom;H2A, H2B, H3 ve H4 olmak üzere dört histon çekirdek proteininden oluşan bir protein çekirdeği içerir. Bu dört standart çekirdek histona ek olarak, ökaryotlar ayrıca H4 hariç her histonun birkaç varyantına sahiptir. Standart ve varyant çekirdek histonlarının amino-terminal kuyrukları, nükleozomlardan çıkıntılıdır ve son derece düzensiz ve hareketlidir.

Yaklaşık 30 amino asitten oluşan bu kuyruklar;lizinlerin asetilasyonu, serinlerin fosfatlanması ve lizinlerin mono, di veya trimetilasyonu gibi çeşitli kovalent modifikasyonlara maruz kalır. Bu değişikliklere yol açan reaksiyonlar;metiltransferazlar, asetilazlar ve kinazlar gibi farklı enzimler tarafından katalize edilir. Bu enzim gruplarına topluca Yazıcılar denir.

Bu kimyasal grupların koparılmasını katalize eden reaksiyonlar;demetilazlar, deasetilazlar ve fosfatazlar gibi enzimler tarafından katalize edilir. Bu enzim gruplarına da topluca Siliciler denir. Farklı histon varyantları ve amino terminal uç modifikasyonlarının çok sayıda olası kombinasyonu arasında, sadece belirli koordinasyona sahip olanların gerçekleştiği bilinmektedir.

Bu birleşik modifikasyon gruplarından bazıları, hücre için belirli bir sinyali kodlar. Örneğin, bir modifikasyon grubu, DNA hasarı ve onarım ihtiyacı sinyalini verir. Bir diğeri gen ekspresyonunun sinyalini verirken, diğerleri heterokromatin'in yerleşmesi ve yayılmasındaki gibi, gen susturma veya kromatin modifikasyonu sinyali verir.

Bu kodlama sistemi, histon kodu olarak adlandırılır. Bu modifikasyonlarla kodlanan sinyallerin kodu, Okuyucular adı verilen belirli düzenleyici proteinler tarafından çözülür. Bu proteinler ve çok proteinli kompleksler, her biri belirli bir histon işaretini tanıyan, birçok küçük bölge içerir.

Bu bölgeler, kromatinin birçok farklı histon işareti içeren bir bölgesine sıkıca bağlanırlar ve katalitik aktivitelerle başka protein komplekslerini de çekerler. Bu, kromatin modifikasyonları, gen ekspresyasyonu ve gen susturma gibi spesifik biyolojik işlevleri sonuç verir.