Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Варианты гистонов - это белки, которые заменяют основные канонические гистоны ( H3 , H4 , H2A , H2B ) в нуклеосомах у эукариот и часто обладают специфическими структурными и функциональными особенностями. Термин также может включать набор вариантов линкерного гистона (H1)., у которых отсутствует четкая каноническая изоформа. Различия между коровыми каноническими гистонами и их вариантами можно резюмировать следующим образом: (1) канонические гистоны зависят от репликации и экспрессируются во время S-фазы клеточного цикла, тогда как варианты гистонов не зависят от репликации и экспрессируются во всей клетке. цикл; (2) у животных гены, кодирующие канонические гистоны, обычно сгруппированы вдоль хромосомы, присутствуют в множестве копий и являются одними из наиболее известных консервативных белков, тогда как варианты гистонов часто являются генами с одной копией и демонстрируют высокую степень вариабельности между видами; (3) канонические гены гистонов лишены интронов и используют структуру петли стебля на 3'-конце своей мРНК, тогда как гены гистоновых вариантов могут иметь интроны, и их хвост мРНК обычно полиаденилирован.Сложные многоклеточные организмы обычно имеют большое количество вариантов гистонов, обеспечивающих множество различных функций. В последнее время накапливаются данные о роли различных вариантов гистонов, подчеркивающие функциональные связи между вариантами и тонкую регуляцию развития организма.

Номенклатура вариантов гистонов [ править ]

Различные названия, исторически присваиваемые гомологичным белкам у разных видов, усложняют номенклатуру вариантов гистонов. Недавно предложенная унифицированная номенклатура вариантов гистонов следует филогенетическому подходу к наименованию вариантов. [1] Согласно этой номенклатуре буквенные суффиксы или префиксы в основном используются для обозначения структурно различных монофилетических кладок семейства гистонов (например, H2A.Z, H2B.W, subH2B). Предполагается, что числовые суффиксы зависят от вида (например, H1.1), но рекомендуется использовать их единообразно между видами, уникальные ортологии которых очевидны. Однако по историческим причинам наименования некоторых вариантов могут все же отклоняться от этих правил.

Варианты гистона H3 [ править ]

У эукариот наиболее распространенными вариантами гистона H3 являются H3.3 и центромерный вариант H3 (cenH3, который у человека также называется CENPA ). [2] Хорошо изученные видоспецифичные варианты включают H3.1, H3.2, TS H3.4 ( млекопитающие ), H3.5 ( гоминиды ), H3.Y ( приматы ). [2] За исключением гистона cenH3, варианты H3 являются высококонсервативными по последовательности и отличаются только несколькими аминокислотами. [3] [4] Гистон H3.3, как было обнаружено, играет важную роль в поддержании целостности генома во время развития млекопитающих. [5]

Варианты гистона H4 [ править ]

Гистон H4 - один из самых медленно эволюционирующих белков, не имеющий функциональных вариантов у большинства видов. Причина отсутствия вариантов последовательности остается неясной. Известно, что у трипаносомы есть вариант H4, названный H4.V. [1] У дрозофилы есть гены замены H4, которые конститутивно экспрессируются на протяжении клеточного цикла и кодируют белки, идентичные по последовательности основному H4. [6]

Варианты гистона H2A [ править ]

Гистон H2A имеет наибольшее количество известных вариантов, некоторые из которых относительно хорошо охарактеризованы. [2] [7] [8] H2A.X является наиболее распространенным вариантом H2A с определяющим мотивом последовательности «SQ (E / D) Φ» (где Φ-представляет собой гидрофобный остаток, обычно Tyr у млекопитающих). Он фосфорилируется во время реакции на повреждение ДНК, ремоделирования хроматина и инактивации Х-хромосомы в соматических клетках. H2A.X и канонический H2A несколько раз расходились в филогенетической истории, но каждая версия H2A.X характеризуется схожей структурой и функцией, что позволяет предположить, что она может представлять наследственное состояние. H2A.Zрегулирует транскрипцию, репарацию ДНК, подавление антисмысловой РНК и рекрутирование РНК-полимеразы II. Примечательные особенности H2A.Z включают мотив последовательности «DEELD», вставку одной аминокислоты в L1-петлю и делецию одной аминокислоты в стыковочном домене относительно канонического H2A. Было высказано предположение, что вариант H2A.Z.2 является движущей силой прогрессирования злокачественной меланомы. Канонический H2A можно обменять в нуклеосомах на H2A.Zсо специальными ферментами ремоделирования. macroH2A содержит гистоновый складчатый домен и дополнительный длинный С-концевой макродомен, который может связывать поли-АДФ-рибозу. Этот вариант гистона используется в X-инактивации и регуляции транскрипции. Структуры обоих доменов доступны, но междоменный линкер слишком гибкий, чтобы его можно было кристаллизовать. H2A.B (вариант с дефицитом тельца Барра) - это быстро развивающийся вариант, специфичный для млекопитающих, известный своим участием в сперматогенезе. H2A.B имеет укороченный стыковочный домен, который оборачивается вокруг короткой области ДНК. Варианты H2A.L и H2A.P тесно связаны с H2A.B , но менее изучены. H2A.Wпредставляет собой специфичный для растений вариант с мотивами SPKK на N-конце с предполагаемой активностью связывания с малой бороздкой. H2A.1 является специфическим вариантом для семенников, ооцитов и зигот млекопитающих. Он может предпочтительно димеризоваться с H2B.1 . Пока что он охарактеризован только у мышей, но есть аналогичный ген у человека, который расположен в конце самого большого кластера гистоновых генов. В настоящее время начинают появляться другие, менее изученные варианты H2A, такие как H2A.J.

Варианты гистона H2B [ править ]

Известно, что гистоновый тип H2B имеет ограниченное количество вариантов, по крайней мере, у млекопитающих, апикомплексов и морских ежей. [1] [2] [7] [8] H2B.1 - это специфический для семенников, ооцитов и зигот вариант, который образует субнуклеосомные частицы, по крайней мере, в сперматидах. Он может димеризоваться с H2A.L и H2A.1. H2B.W участвует в сперматогенезе, функциях, связанных с теломерами, в сперматозоидах и обнаруживается в сперматогенных клетках. Для него характерно удлинение N-концевого хвоста. subH2B участвует в регуляции спермиогенеза и обнаруживается в ненуклеосомных частицах субакросомы сперматозоидов. Этот вариант имеет сигнал двусторонней ядерной локализации. H2B.Z - это специфический для апикомлексана вариант, который, как известно, взаимодействует с H2A.Z. «sperm H2B» - это предполагаемая группа, которая содержит гистоны H2B сперматозоидов из морских и песчаных ежей и потенциально является общей для эхинацеи. Недавно открытый вариант H2B.E участвует в регуляции функции обонятельных нейронов у мышей.

Базы данных и ресурсы [ править ]

«HistoneDB 2.0 - с вариантами» , база данных гистонов и их вариантов, поддерживаемая Национальным центром биотехнологической информации , в настоящее время служит наиболее полным вручную созданным ресурсом по гистонам и их вариантам, который следует новой унифицированной номенклатуре вариантов гистонов, основанной на филогенезе. «Histome: The Histone Infobase» - это вручную созданная база данных вариантов гистонов у людей и связанных с ними посттрансляционных модификаций, а также модифицирующих ферментов. [9] MS_HistoneDB - это протеомно-ориентированная база данных, созданная вручную для вариантов мышиных и человеческих гистонов. [10]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Тальберт П.Б., Ахмад К., Альмоузни Дж., Аусио Дж., Бергер Ф., Бхалла П.Л., Боннер В.М., Канде В.З., Чедвик Б.П., Чан С.В., Кросс Г.А., Цуй Л., Димитров С.И., Дюнеке Д., Эйрин-Лопес Дж. М. , Горовский М.А., Хак С.Б., Хамкало Б.А., Холек С., Якобсен С.Е., Каминиарц К., Хохбин С., Ладурнер А.Г., Ландсман Д., Латам Дж. А., Лоппин Б., Малик Х.С., Марцлуфф В. МБ, Смит М.М., Томпсон Э., Торрес-Падилья М.Э., Треметик Д.Д., Тернер Б.М., Уотерборг Д.Х., Воллманн Х., Йелагандула Р., Чжу Б., Хеникофф С. «Единая номенклатура на основе филогении для вариантов гистонов» . Эпигенетика и хроматин . 5: 7 : 7. DOI : 10,1186 / 1756-8935-5-7 . ЧВК 3380720 . PMID  22650316 .
  2. ^ a b c d "База данных вариантов гистонов 2.0" . Национальный центр биотехнологической информации . Проверено 13 января 2017 года .
  3. ^ Marzluff WF, Gongidi Р, Вудс КР, Джин Дж, Maltais LJ (ноябрь 2002 г.). "Репликационно-зависимые гены гистонов человека и мыши". Геномика . 80 (5): 487–98. DOI : 10.1016 / S0888-7543 (02) 96850-3 . PMID 12408966 . 
  4. ↑ Hake SB, Garcia BA, Duncan EM, Kauer M, Dellaire G, Shabanowitz J, Bazett-Jones DP, Allis CD, Hunt DF (январь 2006 г.). «Паттерны экспрессии и посттрансляционные модификации, связанные с вариантами гистона H3 млекопитающих» . Журнал биологической химии . 281 (1): 559–68. DOI : 10.1074 / jbc.M509266200 . PMID 16267050 . 
  5. ↑ Jang CW, Shibata Y, Starmer J, Yee D, Magnuson T (июль 2015 г.). «Гистон H3.3 поддерживает целостность генома во время развития млекопитающих» . Гены и развитие . 29 (13): 1377–92. DOI : 10,1101 / gad.264150.115 . PMC 4511213 . PMID 26159997 .  
  6. ^ Kamakaka, Биггинс (2005). "Варианты гистонов: девианты?" . Genes Dev . 19 (3): 295–316. DOI : 10,1101 / gad.1272805 . PMID 15687254 . 
  7. ^ a b Драйзен Э.Дж., Шайтан А.К., Марино-Рамирес Л., Тальберт ПБ, Ландсман Д., Панченко А.Р. (2016). «HistoneDB 2.0: база данных гистонов с вариантами - интегрированный ресурс для изучения гистонов и их вариантов» . База данных: журнал биологических баз данных и курирования . 2016 : baw014. DOI : 10,1093 / базы данных / baw014 . PMC 4795928 . PMID 26989147 .  
  8. ^ а б Шайтан А.К., Ландсман Д., Панченко А.Р. (2015). «Нуклеосомная адаптивность, обеспечиваемая последовательностью и структурными вариациями в димерах гистона H2A-H2B» . Текущее мнение в структурной биологии . 32 : 48–57. DOI : 10.1016 / j.sbi.2015.02.004 . PMC 4512853 . PMID 25731851 .  
  9. ^ «Гистом: информационная база гистонов» . Проверено 13 января 2017 года .
  10. ^ Эль Kennani S, Adrait А, Шайтан А.К., Khochbin S, Bruley С, Панченко А.Р., Ландсман D, Пфлигер D, Говины J (2017). «MS_HistoneDB, вручную созданный ресурс для протеомного анализа гистонов человека и мыши» . Эпигенетика хроматина . 10 : 2. DOI : 10,1186 / s13072-016-0109-х . PMC 5223428 . PMID 28096900 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • HistoneDB 2.0 - База данных гистонов и вариантов в NCBI