हिस्टोन मेथिलिकरण

हिस्टोन मेथिलिकरण हिस्टोन प्रोटीन पर लाइसिन या आर्जिनिन अवशेषों में एक से तीन मेथिल समूहों का जुड़ना है। एसिटिलीकरण के विपरीत, यह हिस्टोन आवेश को नहीं बदलता है और न ही यह समान रूप से सक्रिय या दमनकारी होता है: इसका प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि किस अवशेष को संशोधित किया गया है और कितने मेथिल समूह जोड़े गए हैं, जिससे यह विशेष प्रभावक प्रोटीन द्वारा पढ़ी जाने वाली एक समृद्ध जानकारीपूर्ण पहचान बन जाती है।

Definition

हिस्टोन मेथिलिकरण हिस्टोन के लाइसिन या आर्जिनिन अवशेषों में मेथिल समूहों का एंजाइमी, प्रतिवर्ती जोड़ है, जो ऐसी पहचानें उत्पन्न करता है जिनका प्रतिलेखन संबंधी अर्थ संशोधित अवशेष और मेथिलिकरण की डिग्री पर निर्भर करता है, और जिनकी व्याख्या विशिष्ट पाठक डोमेन द्वारा की जाती है।

Scope

यह प्रविष्टि हिस्टोन के लाइसिन और आर्जिनिन मेथिलिकरण, पहचानों के स्थिति- और अवस्था-निर्भर अर्थ (उदाहरण के लिए H3K4 बनाम H3K9 या H3K27 मेथिलिकरण), लेखक और मिटाने वाले एंजाइमों, और पाठक प्रोटीन कैसे पहचानों का अनुवाद करते हैं, को शामिल करती है। यह संदर्भ-शैक्षणिक है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• एक मेथिल पहचान का अर्थ अवशेष स्थिति और मेथिलिकरण की डिग्री पर कैसे निर्भर करता है?
• कौन सी पहचान सक्रिय बनाम दमित क्रोमेटिन से जुड़ी हैं?
• कौन से एंजाइम लाइसिन और आर्जिनिन मेथिलिकरण जोड़ते और हटाते हैं?
• पाठक डोमेन मोनो-, डि-, और ट्राई-मेथिलिकरण अवस्थाओं को कैसे अलग करते हैं?

Key concepts

• लाइसिन मेथिलिकरण (मोनो-, डि-, ट्राई-)
• आर्जिनिन मेथिलिकरण
• H3K4 मेथिलिकरण (सक्रिय)
• H3K9 और H3K27 मेथिलिकरण (दमनकारी)
• हिस्टोन मेथिलट्रांसफरेज़ (लेखक)
• हिस्टोन डीमेथिलस (मिटाने वाले)
• क्रोमो-, ट्यूडर-, और पीएचडी पाठक डोमेन

Mechanisms

मेथिल समूह हिस्टोन मेथिलट्रांसफरेज़ द्वारा S-एडेनोसिलमेथियोनीन से लाइसिन या आर्जिनिन साइड चेन में स्थानांतरित किए जाते हैं। क्योंकि मेथिलिकरण आवेश को नहीं बदलता है, इसके परिणाम अप्रत्यक्ष रूप से पढ़े जाते हैं: क्रोमोडोमेन, ट्यूडर डोमेन, पीएचडी फिंगर्स और संबंधित मॉड्यूल वाले प्रभावक प्रोटीन विशिष्ट मेथिलिकृत अवशेषों को बांधते हैं और सक्रिय या दमनकारी परिसरों को भर्ती करते हैं। विभिन्न साइटों के अलग-अलग डिफ़ॉल्ट अर्थ होते हैं - H3K4 पर मेथिलिकरण व्यापक रूप से सक्रिय प्रमोटरों से जुड़ा होता है, जबकि H3K9 और H3K27 मेथिलिकरण दमित और हेटेरोक्रोमैटिक क्षेत्रों को चिह्नित करते हैं - और मेथिल समूहों की संख्या (मोनो-, डि-, या ट्राई-) आगे पहचान को ट्यून करती है। पहचानों को हिस्टोन डीमेथिलस द्वारा उलट दिया जाता है, जिससे मेथिलिकरण स्थायी के बजाय गतिशील हो जाता है।

Clinical relevance

हिस्टोन मेथिलट्रांसफरेज़ और डीमेथिलस का अध्ययन विकास के नियामकों और अनुसंधान दवा लक्ष्यों के रूप में किया जाता है, और हिस्टोन मेथिलिकरण का अविनियमन कैंसर और विकासात्मक विकारों में वर्णित है। यह प्रविष्टि वर्णनात्मक पृष्ठभूमि प्रदान करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

हिस्टोन मेथिलिकरण की स्थिति- और डिग्री-निर्भर व्याख्या, लेखक-पाठक-मिटाने वाले संगठन, और हिस्टोन डीमेथिलस के अस्तित्व को ग्रीर और शी और ब्लैक और सहयोगियों द्वारा समीक्षाओं में अच्छी तरह से स्थापित किया गया है; आर्जिनिन मेथिलिकरण प्रतिवर्तीता को वांग और सहयोगियों द्वारा PAD4 पर किए गए कार्य जैसे कार्यों से स्पष्ट किया गया था। कम अध्ययन किए गए मेथिलिकरण स्थलों के सटीक कार्यात्मक असाइनमेंट को परिष्कृत करना जारी है।

History

हिस्टोन मेथिलिकरण दशकों से जैव रासायनिक रूप से ज्ञात था, लेकिन 2000 के दशक की शुरुआत में इसे फिर से परिभाषित किया गया जब मेथिलट्रांसफरेज़ को परिभाषित क्रोमेटिन अवस्थाओं से जुड़े साइट-विशिष्ट पहचानों को जमा करते हुए दिखाया गया, और फिर जब मेथिलिकरण के अपरिवर्तनीय होने की लंबे समय से चली आ रही धारणा को हिस्टोन डीमेथिलस की खोज से उलट दिया गया। इन निष्कर्षों ने मेथिलिकरण को हिस्टोन संशोधन प्रणाली के एक गतिशील, पठनीय और प्रतिवर्ती घटक के रूप में स्थापित किया।

Debates

क्या हिस्टोन मेथिलिकरण निर्देशात्मक है या केवल क्रोमेटिन अवस्था से संबंधित है?

साइट-विशिष्ट मेथिल पहचान सक्रिय या दमित अवस्थाओं के साथ दृढ़ता से सहसंबंधित होती हैं, लेकिन क्या एक दी गई पहचान अवस्था को निर्देशित करती है या प्रतिलेखन गतिविधि का एक अनुवर्ती परिणाम है, यह अवशेष- और संदर्भ-निर्भर है और इस पर बहस जारी है।

Key figures

• Yang Shi
• Thomas Jenuwein
• Eric Greer
• Johnathan Whetstine
• Tony Kouzarides

Seminal works

• greer-shi-2012
• black-2012
• wang-2004

Frequently asked questions

क्या हिस्टोन मेथिलिकरण सक्रिय या दमनकारी है?

यह दोनों हो सकता है। प्रभाव इस बात पर निर्भर करता है कि किस अवशेष को मेथिलिकृत किया गया है और कितने मेथिल समूह जोड़े गए हैं; उदाहरण के लिए, H3K4 मेथिलिकरण सक्रिय क्रोमेटिन से जुड़ा है जबकि H3K9 और H3K27 मेथिलिकरण दमन से जुड़े हैं।

क्या हिस्टोन मेथिलिकरण को उलटा जा सकता है?

हाँ। हालांकि एक बार स्थायी माना जाता था, हिस्टोन मेथिलिकरण को हिस्टोन डीमेथिलस एंजाइमों द्वारा हटा दिया जाता है, जिससे यह एक गतिशील और प्रतिवर्ती पहचान बन जाती है।