H3K79me2
Metilación de histonas en la cola de la histona H3

H3K79me2 es una modificación epigenética de la proteína de empaquetamiento de ADN Histona H3 . Es una marca que indica la dimetilación en el residuo de lisina 79 de la proteína histona H3. H3K79me2 se detecta en las regiones transcritas de genes activos.

Nomenclatura

H3K79me2 indica dimetilación de la lisina 79 en la subunidad de la proteína histona H3: [1]

Abr.Significado
H3Familia de histonas H3
KAbreviatura estándar de lisina
79posición del residuo de aminoácido

(contando desde el extremo N)

a mígrupo metilo
2Número de grupos metilo añadidos

Metilación de lisina

Metilación-lisina

Este diagrama muestra la metilación progresiva de un residuo de lisina. La dimetilación (tercera desde la izquierda) indica la metilación presente en H3K79me2. [2]

Modificaciones de histonas

El ADN genómico de las células eucariotas está envuelto alrededor de moléculas proteicas especiales conocidas como histonas . Los complejos formados por el bucle del ADN se conocen como cromatina . La unidad estructural básica de la cromatina es el nucleosoma : éste consiste en el octámero central de histonas (H2A, H2B, H3 y H4), así como una histona de enlace y alrededor de 180 pares de bases de ADN. Estas histonas centrales son ricas en residuos de lisina y arginina. El extremo carboxilo (C) terminal de estas histonas contribuye a las interacciones histona-histona, así como a las interacciones histona-ADN. Las colas cargadas amino (N) terminales son el sitio de las modificaciones postraduccionales, como la observada en H3K36me3 . [3] [4]

Implicaciones epigenéticas

La modificación postraduccional de las colas de histonas por complejos modificadores de histonas o complejos remodeladores de cromatina son interpretadas por la célula y conducen a un resultado transcripcional combinatorio complejo. Se cree que un código de histonas dicta la expresión de genes por una interacción compleja entre las histonas en una región particular. [5] La comprensión e interpretación actuales de las histonas proviene de dos proyectos a gran escala: ENCODE y Epigenomic roadmap. [6] El propósito del estudio epigenómico fue investigar los cambios epigenéticos en todo el genoma. Esto condujo a estados de cromatina que definen regiones genómicas agrupando las interacciones de diferentes proteínas y/o modificaciones de histonas. Los estados de cromatina se investigaron en células de Drosophila observando la ubicación de unión de las proteínas en el genoma. El uso de la secuenciación ChIP reveló regiones en el genoma caracterizadas por diferentes bandas. [7] También se perfilaron diferentes etapas de desarrollo en Drosophila, y se hizo hincapié en la relevancia de la modificación de histonas. [8] Un análisis de los datos obtenidos condujo a la definición de estados de cromatina basados ​​en modificaciones de histonas. [9]

El genoma humano fue anotado con estados de cromatina. Estos estados anotados pueden usarse como nuevas formas de anotar un genoma independientemente de la secuencia genómica subyacente. Esta independencia de la secuencia de ADN refuerza la naturaleza epigenética de las modificaciones de las histonas. Los estados de cromatina también son útiles para identificar elementos reguladores que no tienen una secuencia definida, como los potenciadores. Este nivel adicional de anotación permite una comprensión más profunda de la regulación génica específica de las células. [10]

Tres formas de metilación de H3K79 (H3K79me1; H3K79me2; H3K79me3) son catalizadas por DOT1 en levaduras o DOT1L en mamíferos. La metilación de H3K79 participa en la respuesta al daño del ADN y tiene múltiples funciones en la reparación por escisión de nucleótidos y la reparación recombinatoria de cromátidas hermanas. [11]

Se ha detectado dimetilación de H3K79 en las regiones transcritas de genes activos. [2]

Métodos

La marca de histona H3K36me3 se puede detectar de diversas maneras:

1. La secuenciación por inmunoprecipitación de cromatina ( ChIP-sequencing ) mide la cantidad de enriquecimiento de ADN una vez que se une a una proteína específica y se inmunoprecipita. Produce una buena optimización y se utiliza in vivo para revelar la unión de ADN y proteína que se produce en las células. ChIP-Seq se puede utilizar para identificar y cuantificar varios fragmentos de ADN para diferentes modificaciones de histonas a lo largo de una región genómica. [12]

2. La secuenciación de la nucleasa microcócica ( MNase-seq ) se utiliza para investigar las regiones que están unidas por nucleosomas bien posicionados. El uso de la enzima nucleasa microcócica se emplea para identificar la posición de los nucleosomas. Se observa que los nucleosomas bien posicionados tienen un enriquecimiento de secuencias. [13]

3. El ensayo de secuenciación de cromatina accesible a transposasas ( ATAC-seq ) se utiliza para buscar regiones que no tienen nucleosomas (cromatina abierta). Utiliza el transposón Tn5 hiperactivo para resaltar la localización del nucleosoma. [14] [15] [16]

Véase también

Referencias

  1. ^ Huang, sumando; Litt, Michael D.; Ann Blakey, C. (30 de noviembre de 2015). Expresión y regulación de genes epigenéticos . págs. 21–38. ISBN 9780127999586.
  2. ^ ab Farooq, Zeenat; Banday, Shahid; Pandita, Tej K.; Altaf, Mohammad (2016). "Las múltiples caras de la metilación de la histona H3K79". Investigación sobre mutaciones/Revisiones en Investigación sobre mutaciones . 768 : 46–52. doi :10.1016/j.mrrev.2016.03.005. PMC 4889126 . PMID  27234562. 
  3. ^ Ruthenburg AJ, Li H, Patel DJ, Allis CD (diciembre de 2007). "Compromiso multivalente de las modificaciones de la cromatina mediante módulos de unión enlazados". Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 8 (12): 983–94. doi :10.1038/nrm2298. PMC 4690530 . PMID  18037899. 
  4. ^ Kouzarides T (febrero de 2007). "Modificaciones de la cromatina y su función". Cell . 128 (4): 693–705. doi : 10.1016/j.cell.2007.02.005 . PMID  17320507.
  5. ^ Jenuwein T, Allis CD (agosto de 2001). "Traducción del código de las histonas". Science . 293 (5532): 1074–80. CiteSeerX 10.1.1.453.900 . doi :10.1126/science.1063127. PMID  11498575. 
  6. ^ Birney E , Stamatoyannopoulos JA , Dutta A , Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH, et al. (Consorcio del Proyecto ENCODE) (junio de 2007). "Identificación y análisis de elementos funcionales en el 1% del genoma humano por el proyecto piloto ENCODE". Nature . 447 (7146): 799–816. Bibcode :2007Natur.447..799B. doi :10.1038/nature05874. PMC 2212820. PMID  17571346 . 
  7. ^ 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 (octubre de 2010). "El mapeo sistemático de la ubicación de las proteínas revela cinco tipos principales de cromatina en las células de Drosophila". Celúla . 143 (2): 212–24. doi : 10.1016/j.cell.2010.09.009. PMC 3119929 . PMID  20888037. 
  8. ^ Roy S, Ernst J, Kharchenko PV, Kheradpour P, Negre N, Eaton ML, et al. (Consorcio modENCODE) (diciembre de 2010). "Identificación de elementos funcionales y circuitos reguladores mediante modENCODE de Drosophila". Science . 330 (6012): 1787–97. Bibcode :2010Sci...330.1787R. doi :10.1126/science.1198374. PMC 3192495 . PMID  21177974. 
  9. ^ Kharchenko PV, Alekseyenko AA, Schwartz YB, Minoda A, Riddle NC, Ernst J, et al. (marzo de 2011). "Análisis exhaustivo del panorama de la cromatina en Drosophila melanogaster". Nature . 471 (7339): 480–5. Bibcode :2011Natur.471..480K. doi :10.1038/nature09725. PMC 3109908 . PMID  21179089. 
  10. ^ Kundaje A, Meuleman W, Ernst J, Bilenky M, Yen A, Heravi-Moussavi A, Kheradpour P, Zhang Z, et al. (Roadmap Epigenomics Consortium) (febrero de 2015). "Análisis integrativo de 111 epigenomas humanos de referencia". Nature . 518 (7539): 317–30. Bibcode :2015Natur.518..317.. doi :10.1038/nature14248. PMC 4530010 . PMID  25693563. 
  11. ^ Chen Y, Zhu WG (julio de 2016). "Función biológica y regulación de la metilación de lisinas histonas y no histonas en respuesta al daño del ADN". Acta Biochim. Biophys. Sin. (Shanghai) . 48 (7): 603–16. doi : 10.1093/abbs/gmw050 . PMID  27217472.
  12. ^ "Secuenciación de IP de cromatina de todo el genoma (ChIP-Seq)" (PDF) . Illumina . Consultado el 23 de octubre de 2019 .
  13. ^ "MAINE-Seq/Mnase-Seq". illumina . Consultado el 23 de octubre de 2019 .
  14. ^ Buenrostro, Jason D.; Wu, Beijing; Chang, Howard Y.; Greenleaf, William J. (2015). "ATAC-seq: un método para evaluar la accesibilidad de la cromatina en todo el genoma". Protocolos actuales en biología molecular . 109 : 21.29.1–21.29.9. doi :10.1002/0471142727.mb2129s109. ISBN 9780471142720. PMC  4374986 . PMID  25559105.
  15. ^ Schep, Alicia N.; Buenrostro, Jason D.; Denny, Sarah K.; Schwartz, Katja; Sherlock, Gavin; Greenleaf, William J. (2015). "Las huellas dactilares de nucleosomas estructurados permiten el mapeo de alta resolución de la arquitectura de la cromatina dentro de las regiones reguladoras". Genome Research . 25 (11): 1757–1770. doi :10.1101/gr.192294.115. ISSN  1088-9051. PMC 4617971 . PMID  26314830. 
  16. ^ Song, L.; Crawford, GE (2010). "DNase-seq: una técnica de alta resolución para mapear elementos reguladores de genes activos en todo el genoma de células de mamíferos". Protocolos de Cold Spring Harbor . 2010 (2): pdb.prot5384. doi :10.1101/pdb.prot5384. ISSN  1559-6095. PMC 3627383. PMID  20150147 . 
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