Histona H2B
A histona H2B é unha das cinco proteínas histonas que forman parte da estrutura da cromatina nas células eucariotas. Forma parte do octámero dos nucleosomas da cromatina. Presenta un gran dominio globular do que sobresae unha longa cola N-terminal.[1]
Estrutura
[editar | editar a fonte]A histona H2B é unha proteína estrutural de baixo peso molecular que consta de 126 residuos de aminoácidos.[2] Moitos destes aminoácidos teñen carga positiva ao pH celular, o que lles permite interaccionar cos grupos fosfato cargados negativamente do ADN.[3] Xunto cun dominio globular central, a histona H2B ten unha cola flexible que se estende cara a fóra no extremo N-terminal. Esta cola está implicada na condensación da cromatina desde a conformación de "colar de doas" á conformación de fibra cromatínica de 30 nm de grosor.[3] Igual que outras histonas, a histona H2B ten un pregamento de histona, que está optimizado para as interaccións histona-histona e tamén histona-ADN.[1]
Dúas copias da histona H2B con dúas copias de cada unha das histonas H2A, H3, e H4 forman o octámero do núcleo dos nucleosomas[2].[3] Para facilitar esta formación, a histona H2B únese primeiro á histona H2A formando un heterodímero.[2] Dous destes heterodímeros despois únense con outro heterodímero formado pola histona H3 e a H4, dándolle ao nucleosoma a súa forma característica.[3] Despois o ADN enrólase arredor dos nucleosomas.[1][4]
Función
[editar | editar a fonte]A histona H2B é unha proteína estrutural que axuda a organizar o ADN eucarota na cromatina.[5] Desempeña un importante papel na bioloxía do núcleo celular, onde está implicada no empaquetamento e mantemento dos cromosomas,[6]regulación da transcrición, e replicación e reparación do ADN.[2] A histona H2B axuda a regular a estrutura e función da cromatina por medio de modificacións postraducionais e variantes de secuencia especializadas.[4]
A acetilación e a ubiquitinación son exemplos de dúas modificacións postraducionais que afectan ao funcionamento da histona H2B. A hiperacetilación das colas da histona axuda ás proteínas de unión ao ADN a acceder á cromatina ao debilitar as interaccións histona-ADN e nucleosoma-nucleosoma.[7] Ademais, a acetilación dun residuo específico de lisina permítelle unirse a dominios de certas proteínas que interveñen na transcrición e a proteínas reguladoras da cromatina. Esta unión facilita o recrutamento destas proteínas na rexión correcta da cromatina. A histona H2B ubiquitinada encóntrase con frecuencia en rexións en activa transcrición.[7] Ao facilitar a remodelación da cromatina estimula a fase de elongación transcricional e establece o estado necesario para posteriores modificacións que regulan múltiples elementos de transcrición.[7] Especificamente, a ubiquitina ao unirse á histona H2B, abre e desprega rexións da cromatina que permiten que a maquinaria de transcrición acceda ás rexións promotoras e codificantes do ADN.[8]
Aínda que só foron estudadas a fondo unhas poucas isoformas da histona H2B, atopouse que as variantes da histona H2B desempeñan importantes funcións. Se certas variantes deixasen de funcionar, os centrómeros non funcionarían correctamente, a integridade do xenoma perderíase, e a resposta aos danos no ADN sería silenciada.[4] Concretamente, nalgúns eucariotas inferiores, unha variante da histona H2B únese a unha variante da histona H2A chamada H2AZ, localiza xenes activos, e facilita a transcrición nesas rexións. Nos ratos, unha variante chamada H2BE axuda a controlar a expresión dos xenes olfactorios. Isto apoia a idea de que as isoformas da histona H2B puideron terse especializado en diferentes tecidos.[4]
Isoformas
[editar | editar a fonte]Atopáronse dezaseis variantes da histona H2B en humanos, trece das cales exprésanse en células somáticas e tres só nos testículos. Estas variantes, tamén chamadas isoformas, son proteínas que son moi similares estruturalmente á histona común H2B, pero que presentan algunhas variacións específicas na súa secuencia de aminoácidos.[4] Todas as variantes da histona H2B conteñen o mesmo número de aminoácidos, e as variacións na secuencia son escasas en número. Só cambian de dous a cinco aminoácidos, pero mesmo estas pequenas diferenzas poden alterar a estrutura de nivel superior das isoformas.[4]
As isoformas da histona H2B interaccionan de forma diferente con outras proteínas, encóntranse en rexións específicas da cromatina, teñen diferentes tipos e cantidade de modificacións postraducionais, e son máis ou menos estables que a histona H2B común. todas estas diferenzas acumúlanse e causan que as isoformas teñan funcións únicas e mesmo funcionen de forma diferente en distintos tecidos.[4]
Moitas isoformas da histona H2B exprésanse de maneira independente da replicación do ADN. Prodúcense ao mesmo nivel durante todas as fases do ciclo celular. A histona H2B común só se engade aos nucleosomas durante a fase S do ciclo celular, cando o ADN está replicándose; as isoformas da histona H2B poden engadirse ao nucleosoma noutros momentos do ciclo celular.[4]
Modificacións postraducionais
[editar | editar a fonte]A histona H2B modifícase por unha combinación de varios tipos de modificacións postraducionais.[1] Estas modificacións afectan á organización estrutural e funcional da cromatina,[9] e a maioría delas prodúcense fóra do dominio globular do nucleosoma, nas colas onde os residuos de aminoácidos son máis accesibles.[8] Posibles modificacións son: acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación, e sumoilación.[9] As máis comúns e máis estudadas na histona H2B son a acetilación, fosforilación, e ubiquitinación.
Acetilación
[editar | editar a fonte]As histonas H2B edncóntranse nas rexións promotoras e codificantes de xeens que conteñen patróns específicos de hiperacetilación e hipoacetilación en certos residuos de lisina da cola N-terminal.[9] A acetilación realízana histona acetiltransferases específicas que funcionan na zona do promotor durante a activación transcricional.[1] Engadir un grupo acetil a residuos de lisina nalgunha de varias poscións na cola contribúe á activación da transcrición.[3] De feito, os científicos consideran que a acetilación das colas N-terminais das histonas H2B é unha parte extremadamente importante na regulación da transcrición xénica.[9]
Fosforilación
[editar | editar a fonte]Na histona H2B, a fosforilación dun residuo de serina ou treonina activa a transcrición.[3] Cando unha célula sofre un estrés metabólico, unha proteína quinase activada por AMP fosforila a lisina na posición 36 da histona H2B do promotor e rexións codificantes do ADN, que axuda a regular a elongación transcricional.[2] Se a célula recibe moitos estímulos apoptóticos, a caspase-3 activa a Mst1 quinase, que fosforila a serina en posición 14 de todas as histonas H2B, o que facilita a condensación da cromatina. Os danos no ADN poden inducir esta mesma resposta moi rapidamente a escala máis localizada para facilitar así a reparación do ADN.[2]
Ubiquitinación
[editar | editar a fonte]Os residuos de ubiquitina engádense xeralmente á lisina en posición 120 da histona H2B. Ao ubiquitinar esta lisina inhíbese a transcrición.[3] Os cientíicos descubriron outros sitios de ubiquitinación en anos recentes, pero non están ben estudados ou comprendidos polo momento.[4] Os encimas que conxugan a ubiquitina e as ubiquitina ligases regulan a ubiquitinación da histona H2B. Estes encimas usan a cotranscrición para conxugar a ubiquitina á histona H2B. Os niveis de ubiquitinación da histona H2B varía ao longo do ciclo celular. Todos os residuos de ubiquitina son retirados da histona H2B durante a metafase e reconxugados durante a anafase.[8]
Xenética
[editar | editar a fonte]A secuencia de aminoácidos da histona H2B está moi conservada evolutivamente. Mesmo en especies moi afastadas evolutivamente esta histona é extremadamente similar.[3] A familia da histona H2B contén 214 membros de moi diversas especies. Nos humanos, a histona H2B está codificada por 23 xenes distintos,[10] ningún dos cales contén intróns.[2] Todos estes xenes están localizados no clúster 1 de histonas do cromosoma 6 e nos clústers 2 e 3 do cromosoma 1. En cada clúster de xenes, os xenes da histona H2B comparten unha rexión promotora con secuencias que codifican a histona H2A. Aínda que todos os xenes do clúster de histonas son transcritos a altos niveis durante a fase S, os xenes de histonas H2B individuais tamén se expresan noutros momentos do ciclo celular. Están regulados dualmente polas secuencias promotoras do clúster e as súas propias secuencias promotoras específicas dese xene.[4]
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Bhasin M, Reinherz EL, Reche PA (2006). "Recognition and classification of histones using support vector machine". J. Comput. Biol. 13 (1): 102–12. PMID 16472024. doi:10.1089/cmb.2006.13.102.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Ronnigen, T; Shah, A; Oldenburg, AR; Vekterud, K; Delbarre, E; Moskaug, JO; Collas, P (2015). "Prepatterning of Differentiation-Driven Nuclear Lamin A/C-Associated Chromatin Domains by GlcNAcylated Histone H2B". Genome Research. doi:10.1101/gr.193748.115.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 Lodish, HF; Berk, A; Kaiser, C; Krieger, M; Bretscher, A; Ploegh, HL; Amon, A; Scott, MP (2013). Molecular Cell Biology (Seventh ed.). New York: Freeman. pp. 258–328. ISBN 978-1-4292-3413-9.
- ↑ 4,00 4,01 4,02 4,03 4,04 4,05 4,06 4,07 4,08 4,09 Molden, RC; Bhanu, NV; LeRoy, G; Arnaudo, AM; Garcia, BA (2015). "Multi-faceted Quantitative Proteomic Analysis of Histone H2B Isoforms and Their Modifications". Epigenetics and Chromatin 8 (15).
- ↑ Wu, Jiangli; Mu, Shumei; Guo, Mingshen; Chen, Tingrong; Zhang, Zhaohui; Li, Zhenqiu; Li, Yanqin; Kang, Xianjiang (2016-01). "Histone H2B gene cloning, with implication for its function during nuclear shaping in the Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis". Gene (en inglés) 575 (2): 276–284. doi:10.1016/j.gene.2015.09.005.
- ↑ Wu, Jiangli; Mu, Shumei; Guo, Mingshen; Chen, Tingrong; Zhang, Zhaohui; Li, Zhenqiu; Li, Yanqin; Kang, Xianjiang (2016-1). "Histone H2B gene cloning, with implication for its function during nuclear shaping in the Chinese mitten crab, Eriocheir sinensis". Gene (en inglés) 575 (2): 276–284. doi:10.1016/j.gene.2015.09.005.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 "Histone H2B (53H3) Mouse mAb #2934". Cell Signaling Technology. Arquivado dende o orixinal o 07 de decembro de 2023. Consultado o 24 November 2015.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Osley, MA (2006). "Regulation of Histone H2A and H2B Ubiquitylation". Briefings in Functional Genomics and Proteomics 5 (3): 179–189. doi:10.1093/bfgp/ell022.
- ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 Golebiowski, F; Kasprzak, KS (2005). "Inhibition of Core Histone Acetylation by Carcinogenic Nickel(II)". Molecular and Cellular Biochemistry 279: 133–139. doi:10.1007/s11010-005-8285-1.
- ↑ Khare, SP; Habib, F; Sharma, R; Gadewal, N; Gupta, S; Galande, S. "Histone H2B". HIstome: A Relational Knowledgebase of Human Proteins and Histone Modifying Enzymes. Nucleic Acids Research. Arquivado dende o orixinal o 16 de outubro de 2016. Consultado o 24 November 2015.
