Histona H4
Histona H4, familia 3
| |
| Identificadores | |
| Símbolo | H4F3 |
| Entrez | 3023 |
| HUGO | 4780 |
| UniProt | P62805 |
| Outros datos | |
| Locus | Cr. 3 q13.13 |
A histona H4 é un dos cinco grandes tipos de proteínas histonas que forman parte da estrutura da cromatina nas células eucariotas. Forma parte dos nucleosomas, que forman a estrutura en "colar de doas" da cromatina. Presentan un gran dominio globular e unha longa cola N-terminal. As proteínas histonas son moi modificadas postraducionalmente. As modificacións covalentes que sofre inclúen a acetilación e a metilación das colas N-terminais. Estas modificacións poden alterar a expresión de xenes localizados en ADN asociado co seu octámero de histonas parental.[1][2] A histona H4 é unha importante proteína na estrutura e función da cromatina, na cal se cre que as súas variantes de secuencia e os seus distintos estados de modificación xogan un papel na dinámica e regulación a longo prazo dos xenes.
Xenética[editar | editar a fonte]
A histona H4 está codificada por varios xenes situados en distintos loci, como son: HIST1H4A, HIST1H4B, HIST1H4C, HIST1H4D, HIST1H4E, HIST1H4F, HIST1H4H, HIST1H4I, HIST1H4J, HIST1H4K, HIST1H4L, HIST2H4A, HIST2H4B, HIST4H4, Hip
Evolución[editar | editar a fonte]
As proteínas histonas están entre as proteínas coa secuencia máis conservada dos eucariotas. Por exemplo, a secuencia de aminoácidos da histona H4 desde unha planta de chícharos a unha vaca difire só en dúas das 102 posicións. Esta conservación evolutiva suxire que o funcionamento das proteínas histonas implica a case todos os aminácidos e que é practicamente calquera cambio é deletéreo para a célula. A maioría dos cambios na secuencia de histonas son letais; os poucos que non son letais causan cambios no patrón de expresión xénica e outras anormalidades.[3]
Estrutura[editar | editar a fonte]
A histona H4 é unha proteína de 102 a 135 aminoácidos que presenta un motivo estrutural, chamado pregamento de histona, formado por tres hélices α conectadas por dous bucles. As proteínas histonas H3 e H4 únense formando un dímero H3-H4, e dous destes dímeros H3-H4 combínanse para formar un tetrámero. Este tetrámero combínase despois con dous dímeros H2a-H2b para formar o núcleo octámero de histonas do nucleosoma.[3]
Variantes de secuencia[editar | editar a fonte]
A histona H4 é unha das proteínas que evolucionan máis lentamente, e non se coñecen variantes de secuencia desta histona. Porén, hai catro xenes H4 que se expresan constitutivamente durante todo o ciclo celular, que codifican proteínas que son idénticas en secuencia á da principal H4 expresada.[4] A razón por esta falta de variantes de secuencia non está clara.
Modificacións postraducionais[editar | editar a fonte]
Os organismos eucariotas poden producir pequenas cantidades de variantes especializadas de histonas do octámero do nucleosoma, que se diferencian na secuencia de aminoácidos das principais variantes, aínda que non é o caso da histona H4. Estas variantes, xunto coas modificacións postraducionais que sofren todas as histonas na súa cola N-terminal fan posible as diferentes estruturas da cromatina necesarias para que funcione o ADN nos eucariotas superiores. Estas modificacións poden ser metilacións (mono-, di-, ou trimetilacións) ou acetilacións das colas.[3]
Metilación[editar | editar a fonte]
A metilación das histonas ocorre en residuos dos aminoácidos arxinina, lisina e histidina. Detectáronse mono-, di- ou trimetilacións nas histonas H2A, H3 e H4.[5] A metilación de histonas foi asociada con varias funcións celulares como a transcrición, replicación do ADN, reparación do ADN en resposta a danos, formación da heterocromatina, e reprogamación de células somáticas. Entre estas funcións biolóxicas, a represión transcricional e a activación son as máis estudadas.[5] Os estudos atoparon que a metilación de H4R3 pola PRMT1 (unha histona metiltransferase) parece ser esencial in vivo para o establecemento ou mantemento dunha ampla variedade de modificacións da cromatina “activa”. Ademais, a metilación da histona H4 pola PRMT1 é suficiente para permitir a posterior acetilación da cola N-terminal. Porén, a acetilación da H4 inhibe a súa metilación pola PRMT1.[6]
Acetilación[editar | editar a fonte]
A acetilación de histonas crese que provoca a relaxación da heterocromatina condensada, e como a carga negativa de grupos acetil pode repeler as cargas do esqueleto de azucre-fosfato do ADN, isto reduce a afinidade de unión das histonas co ADN. Esta hipótese foi validada polo descubrimento da actividade de histona acetiltransferase (HAT) de varios complexos activadores transcricionais.[5] A acetilación de histonas inflúe na estrutura da cromatina de varias maneiras. Primeiro, pode proporcionar unha marca ou etiqueta para a unión de proteínas que contén áreas que recoñecen as colas acetiladas. En segundo lugar, pode bloquear a función dos remodeladores da cromatina.[7] Thirdly, it neutralizes the positive charge on lysines.[7] A acetilación da histona H4 na lisina16 (H4K16Ac) é especialmente importante para a función e a estrutura da cromatina en diversos eucariotas e está catalizada por lisina acetiltransferases (HATs) específicas de histonas. O sitio H4K16 é especialmente interesante porque este é o único sitio acetilable da cola N-terminal da histona H4, e pode influír na formación dunha estrutura da cromatina de orde superior compacta.[7] A H4K16Ac ten tamén un papel na activación transcricional e no mantemento da eucromatina.[8]
Notas[editar | editar a fonte]
- ↑ 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.
- ↑ Hartl Daniel L.; Freifelder David; Snyder Leon A. (1988). Basic Genetics. Boston: Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0-86720-090-1.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2008). Molecular biology of the cell.
- ↑ Kamakaka, Biggins (2005). "Histone variants: deviants?". Genes and Dev. 19: 295–316. doi:10.1101/gad.1272805.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Kim JK, Samaranayake M, Pradhan S (2009). "Epigenetic mechanisms in mammals". Cellular and Molecular Life Sciences 66 (4): 596–612. doi:10.1007/s00018-008-8432-4.
- ↑ Huang, Litt, and Felsenfeld (2005). Methylation of histone H4 by arginine methyltransferase PRMT1 is essential in vivo for many subsequent histone modifications (2005), National Institutes of Health
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Tylor GC, Eskeland R, Hekimoglu-Balkan B, Pradeepa MM, Bickmore WA. "H4K16 acetylation marks active genes and enhancers of embryonic stem cells, but does not alter chromatin compaction.". Genome Res. 23: 2053–2065.
- ↑ Shrogren-Knaak et al. Histone H4-K16 Acetylation Controls Chromatin Structure and Protein Interactions (2006)
