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表觀遺傳學(xué)-組蛋白修飾 - 簡書 (jianshu.com)
染色體上的不同區(qū)域
Euchromatin: 常染色質(zhì)；基因表達(dá)活躍的區(qū)域，染色體結(jié)構(gòu)較為疏松。
Heterochromatin: 異染色質(zhì)；基因表達(dá)沉默的區(qū)域，染色體結(jié)構(gòu)致密。
E->H或H->E稱為染色質(zhì)重塑 (Chromatin Remodeling)
分子機(jī)理：DNA甲基化，組蛋白修飾，染色質(zhì)重塑復(fù)合物的協(xié)同作用
組蛋白結(jié)構(gòu)
在細(xì)胞核中的染色體是高度壓縮的，而折疊時DNA纏繞的就是組蛋白。
下面是檢測到的組蛋白三維結(jié)構(gòu)示意圖，
細(xì)心的你們一定會發(fā)現(xiàn)在每種組蛋白結(jié)構(gòu)都會伸出來一小段“線頭”，這是蛋白質(zhì)的N端，也叫尾巴(tail)。
組蛋白修飾的描述規(guī)則
這種修飾是一種以共價方式進(jìn)行的蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM），包括：甲基化（M），磷酸化（P），乙?；ˋ）等等。
由于組蛋白修飾的類型眾多，所以我們需要在稱呼組蛋白修飾時，有一個規(guī)則：
組蛋白結(jié)構(gòu) + 氨基酸名稱 + 氨基酸位置 + 修飾類型
在實(shí)際的應(yīng)用中，我們一般這樣寫：
H3K4me3：代表H3組蛋白的第4位賴氨酸的三甲基化
H3K14ac：代表H3組蛋白的第14位賴氨酸的乙?；?/b>
這些修飾都會影響基因的轉(zhuǎn)錄活性。而組蛋白H3是修飾最多的組蛋白。下面我們來詳細(xì)看看：
組蛋白修飾類型
抑制
H3K9me3以及H4K20me3，就像H3K27me3一樣，它們通過形成異色區(qū)域與轉(zhuǎn)錄抑制相關(guān)。?
H3K27me2廣泛分布在核心組蛋白H3中，并被認(rèn)為通過抑制非細(xì)胞型特異性增強(qiáng)子發(fā)揮保護(hù)作用。最終，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄失活。
激活
H3K27，H3K9和H4K20的單甲基化都與基因激活有關(guān)
H3K36me3，組蛋白H3的第36個賴氨酸殘基處的三甲基化，與基因區(qū)域有關(guān)，通常H3K36me3定義了exon，與DNA損傷修復(fù)有關(guān)。
相互作用
H3K27ac（激活）和H3K27me3（抑制）修飾在組蛋白尾部的相同位置，它們相互拮抗
H3K27me3（抑制）通常在二價結(jié)構(gòu)域中與H3K4me3（激活）相互作用。這些結(jié)構(gòu)域通常在胚胎干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，對于適當(dāng)?shù)募?xì)胞分化至關(guān)重要。 H3K27me3和H3K4me3決定一個細(xì)胞是否仍未指定或最終分化。
1、組蛋白甲基化
甲基化取決于其位置和狀態(tài)，與抑制或激活有關(guān)。
組蛋白甲基化的位點(diǎn)是賴氨酸K和精氨酸R。
賴氨酸可以分別被一、二、三甲基化，精氨酸只能被一、二甲基化。
研究表明，組蛋白精氨酸甲基化是一種相對動態(tài)的標(biāo)記，精氨酸甲基化與基因激活相關(guān)。
相反，賴氨酸甲基化似乎是基因表達(dá)調(diào)控中一種較為穩(wěn)定的標(biāo)記。
例如，
H3K4 的甲基化與基因激活相關(guān)
H3K9，H3K27?單甲基化 與基因激活有關(guān)，三甲基化與基因沉默相關(guān)
H3K9，H3K27甲基化會介導(dǎo)異染色質(zhì)的形成
生物學(xué)功能：基因轉(zhuǎn)錄活化,基因轉(zhuǎn)錄沉默,X染色體失活,異染色質(zhì)致密狀態(tài)(heterochromatin compaction)
2、組蛋白乙?；?/h3>
組蛋白甲基化和乙酰化主要發(fā)生在它們的N-末端尾部并且可以影響基因的轉(zhuǎn)錄。
組蛋白乙?；饕c基因激活有關(guān)，組蛋白乙酰化主要發(fā)生在H3、H4的N端比較保守的賴氨酸?K 位置上，是由組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和組蛋白去乙?；竻f(xié)調(diào)進(jìn)行。
特定基因區(qū)域的組蛋白乙?；腿ヒ阴；且砸环N非隨機(jī)的、位置特異的方式進(jìn)行。
乙?；赡芡ㄟ^對組蛋白電荷以及相互作用蛋白的影響，來調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。
分子效應(yīng)：中和賴氨酸上的正電荷，增加組蛋白與DNA的排斥力
生物學(xué)功能：基因轉(zhuǎn)錄活化、DNA損傷修復(fù)
