Histónový kód

Histónový kód je hypotéza, že transkripcia genetickej informácie kódovaná v DNA je sčasti regulovaná chemickými modifikáciami histónových proteínov, primárne na ich neštruktúrnych koncoch. Spolu s podobnými modifikáciami ako DNA metylácia je to súčasť epigenetického kódu. Históny v spojení s DNA tvoria nukleozómy. Nukleozómy sa formujú do chromatínových vlákien, ktoré tvoria chromozóm. Históny sú globulárne proteíny s flexibilným N-koncom (chvost, tail), ktorý vyčnieva z nukleozómu. Mnohé z modifikácií histónových koncov korelujú s chromatínovými štruktúrami a tieto potom ovplyvňujú génovú expresiu. Kritická koncepcia teórie histónového kódu spočíva v tom, že histónové modifikácie slúžia na získanie iných proteínov a to špecifickým rozpoznaním modifikovaného histónu pomocou proteínových domén, ktoré sú špecializované práve na tieto účely lepšie ako cez jednoduchú stabilizáciu alebo destabilizáciu interakcie medzi histónom a DNA. Tieto proteíny potom aktívne pôsobia na zmenu chromatínovej štruktúry alebo podporujú transkripciu.

Hypotéza

Interakcia medzi chromatínom a DNA je riadená kombináciou histónových modifikácií. Medzi histónové modifikácie patrí metylácia, acetylácia, ADP ribozylácia, ubikvitinácia a fosforylácia. Všetky uvedené modifikácie modifikujú chromatínovú štruktúru, ale presný mechanizmus týchto procesov ostáva nejasný. Detailne popísaných je iba niekoľko krokov tohto mechanizmu. Napríklad fosforylácia serínových zvyškov 10 a 28 na históne H3 je markerom pre chromozomálnu kondenzáciu. Podobne kombinácia fosforylácie serínového zvyšku 10 a acetylácia lyzínového zvyšku 14 na H3 históne je kontrolným signálom aktivácie transkripcie.

Modifikácie

• Metylácia – Lyzínové a arginínové zvyšky sú metylované. Metylácia lyzínov H3K4 a H3K36 pôsobí na aktiváciu transkripcie zatiaľ čo demetylácia H3K4 pôsobí tlmivo na genomický región. Metylácia lyzínov H3K9 a H3K27 pôsobí na represiu transkripcie.
• Acetylácia – prebieha pomocou HAT (histón acetyltransferáza), naopak deacetyláciu sprostredkuje HDAC (histón-deacetyláza). Acetylácia má sklon určovať otvorenosť chromatínu aby acetylované históny sa nemohli spojiť tak ako deacetylované.
• Fosforylácia
• Ubikvitinácia