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常见的组蛋白修饰对基因表达调控的影响

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常见的组蛋白修饰对基因表达调控的影响

发布日期:2018-11-23 作者: 点击:

根据文献总结,常见的组蛋白修饰对基因调控可分为正调控和负调控。正调控即为激活目的基因转录,而负调控则使目的基因表达沉默。其中,组蛋白乙酰化是常见的激活方式。


常见的组蛋白修饰对基因表达调控的影响

激活标志

沉默标志

乙酰化

H3(K9、K14、K18、K56)

H4(K5、K8、K12、K56)

H2A

H2B(K6、K7、K16、K17)

甲基化

H3(K9、K27)

H4(K20)

甲基化

H3(K4、K36、K79)

磷酸化

H3(S10)


核小体是染色质的基本构成单位,由组蛋白和DNA组成。组蛋白由于含有带正电荷的氨基酸,如赖氨酸(Lys,缩写为K)和精氨酸(Arg,缩写为R),因此带正电,而DNA带负电,因此两者吸附结合到一起,通过这样的方式DNA中的遗传信息被压缩。基因转录发生的第一步就是染色质从紧密变为松散,即染色质的开放程度提高,这样后续的转录因子才能结合到DNA上。 而组蛋白修饰就是调控染色质紧密程度的一个关键因素。组蛋白修饰导致染色质开放程度增加,就像解压文件的过程,文件处于被压缩状态是不能读取的,只有解压以后才能读取。 


基因表达定量

染色质从紧密变成松散


组蛋白修饰对基因的表达调控主要受其上游甲基化/去甲基化酶,乙酰化/去乙酰化酶,泛素化/去泛素化酶,磷酸化/去磷酸化酶等的调控。

以甲基转移酶为例,组蛋白的甲基化修饰主要是由一类含有SET结构域的蛋白来执行,但并非含有SET结构域的蛋白质都是甲基化组蛋白,目前已经发现和证实的大概有700多种含SET的组蛋白甲基化转移诶,其中人源的有100多种,参与了异染色质形成、基因印迹、X染色体失活和转录调控等多种生理功能。



基因表达调控

SET结构域的三围结构图



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组蛋白赖氨酸甲基化转移酶、作用的组蛋白位点、甲基化懒氨酸结合结构与及产生的生物学效应

自从第一个组蛋白甲基转移酶Su(var)3-9被发现后,人们逐步对于这类含有SET结构域的家族蛋白质的晶体学结构、底物特异性和作用机制都有了比较清楚的认识,这有利于人们了解组蛋白如何在基因转录、信号转导和发育分化中发挥至关重要的作用。但是鉴于组蛋白甲基转移酶修饰的复杂性,揭示它们如何能够响应于生理与外界刺激而调控基因表达或者基因沉默将会是一个巨大的挑战。

 

参考文献

[1]    QIAN C, ZHOU M M. SET domain protein lysine methyltransferases: Structure, specificity and catalysis [J]. Cellular & Molecular Life Sciences, 2006, 63(23): 2755-63.


本文网址:http://www.igenebook.com/news/394.html

关键词:基因表达调控,基因表达定量,表观组学技术服务

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