5.13 : Kromatin Modifikasyonlarının Yayılması

Nükleozomlardaki histon proteinleri, DNA'ya erişimi arttırmak veya azaltmak için translasyon sonrası modifiye edilir (TSM). Yaygın olarak gözlenen Ptm'ler, histon H3 kuyruk bölgesindeki lizin amino asitlerinin metilasyonu, asetilasyonu, fosforilasyonu ve ubikuitinasyonudur. Bu histon modifikasyonlarının hücre için özel bir anlamı vardır. Bu nedenle, "histon kodu" olarak adlandırılırlar. Histon modifikasyonunda yer alan protein kompleksi "okuyucu-yazıcı" kompleksi olarak adlandırılır.

Yazcılar

Yazıcı, spesifik histon modifikasyonlarına neden olabilen bir enzimdir. Ortak yazıcı enzimleri histon metiltransferazlar (HMT) ve histon asetiltransferazlardır (HAT). Hmt'ler histon kuyruğuna bir metil grubu ekler, bu da kromatin sıkışmasını arttırır, transkripsiyonu inhibe eder ve DNA replikasyonu sırasında yeni sentezlenen ipliklerin ebeveyn ipliğinden ayırt edilmesine yardımcı olur. Şapkalar histon kuyruğuna bir asetil grubu ekler, bu da kromatin sıkışmasını azaltır ve DNA'ya erişim sağlar.

Siliciler

TSM histonlara geri dönüşümlüdür ve "silici" adı verilen başka bir enzim Grubu tarafından çıkarılabilir. Yaygın silgiler histon deasetilaz ve histon demetilazdır. Asetil veya metil grubunu histondan çıkarırlar ve kromatin sıkışmasını değiştirirler.

Bariyer proteinleri

Okuyucu-yazıcı kompleksleri bir kromatin üzerinde ökromatin ve heterokromatin bölgelerini işaretler. Histone kuyruk lizininin asetilasyonu ökromatini, metilasyon ise heterokromatin bölgesini işaretler. Gen ekspresyonunun optimal düzenlenmesi için gen bakımından zengin ökromatin ile gen fakiri heterokromatin arasından ayrılması önemlidir. Uzun bir kromatin iplikçik üzerinde, ökromatin ve heterokromatin serisi bariyer dizileri ile ayrılır. Bu diziler, histone modifikasyonunun yayılmasını çeşitli yollarla önler. Örneğin, bariyer proteinleri kromatinleri nükleer gözeneklere bağlayabilir ve heterokromatin yayılmasını önleyebilir.

Yazıcı-silici enzimlerinin anormal aktivitesi, Alzheimer, frajil X sendromu ve kanser dahil olmak üzere birçok insan hastalığı ile ilişkilidir. Frajil x sendromunda, normal bilişsel gelişim için gerekli olan frm1 geni hipermetile edilir ve bu da genin transkripsiyonel susturulmasına yol açar.