Acetilação de Histonas
A acetilação de histonas é a adição de um grupo acetil a resíduos de lisina em proteínas histonas, principalmente em suas caudas N-terminais. Está amplamente associada à cromatina aberta e transcricionalmente ativa: ao neutralizar a carga positiva da lisina, ela afrouxa os contatos histona-DNA e cria sítios de ancoragem para proteínas leitoras que ativam a transcrição.
Definition
A acetilação de histonas é a adição reversível e enzimaticamente catalisada de um grupo acetil ao grupo épsilon-amino de resíduos de lisina em histonas, geralmente relaxando a cromatina e promovendo a transcrição, e removida por desacetilases de histonas.
Scope
A entrada abrange a química e a localização da acetilação de lisina em histonas, as enzimas "escritoras" e "apagadoras" (acetiltransferases e desacetilases), os módulos "leitores" que reconhecem a marca e sua ligação geral à cromatina ativa. É de caráter educacional e de referência, não cobrindo dosagem terapêutica ou tratamento individualizado.
Core questions
- Como a acetilação de uma lisina altera a interação histona-DNA e a compactação da cromatina?
- Quais enzimas adicionam e removem a marca, e quais módulos a leem?
- Por que a acetilação de histonas está amplamente associada à transcrição ativa?
- Como é regulado o equilíbrio entre acetilação e desacetilação?
Key concepts
- Acetilação de lisina
- Histona acetiltransferases ("escritoras")
- Histona desacetilases ("apagadoras")
- Leitores de bromodomínio
- Neutralização de carga e relaxamento da cromatina
- Cromatina ativa associada à acetilação
Mechanisms
Grupos acetil são transferidos do acetil-CoA para o grupo épsilon-amino de lisinas específicas nas caudas das histonas por histona acetiltransferases ("escritoras"). A acetilação neutraliza a carga positiva da lisina, enfraquecendo a atração eletrostática entre as histonas e o esqueleto de DNA carregado negativamente, e assim afrouxando o empacotamento dos nucleossomos. As acetil-lisinas também são reconhecidas por proteínas leitoras contendo bromodomínios, que recrutam a maquinaria transcricional e de remodelação. A marca é revertida por histona desacetilases ("apagadoras"), que restauram a carga positiva e favorecem a compactação. O equilíbrio dinâmico da atividade de acetiltransferase e desacetilase estabelece a acessibilidade local da cromatina e a competência transcricional.
Clinical relevance
As enzimas de acetilação de histonas são estudadas como reguladores da expressão gênica e como alvos de medicamentos em ambientes de pesquisa, e a interrupção do equilíbrio da acetilação é descrita em várias doenças. Esta entrada é um pano de fundo descritivo para a compreensão da marca e não é uma base para decisões de tratamento individualizado.
Evidence & guidelines
A associação da acetilação de histonas com a cromatina transcricionalmente permissiva, a organização "escritor-apagador-leitor" e o reconhecimento de acetil-lisina por bromodomínios estão bem estabelecidos em revisões de Shahbazian e Grunstein, Seto e Yoshida, e Fujisawa e Filippakopoulos. As consequências funcionais sítio-específicas variam por resíduo e contexto e permanecem uma área ativa de mapeamento.
History
Uma ligação entre a acetilação de histonas e a atividade transcricional foi proposta na década de 1960, mas o campo avançou acentuadamente na década de 1990, quando as histona acetiltransferases e desacetilases foram identificadas como enzimas que, respectivamente, ativam e reprimem a transcrição. A caracterização posterior dos bromodomínios como leitores de acetil-lisina completou o quadro "escritor-leitor-apagador" para esta marca.
Key figures
- Michael Grunstein
- C. David Allis
- Edward Seto
- Tony Kouzarides
- Panagis Filippakopoulos
Related topics
Seminal works
- shahbazian-grunstein-2007
- seto-yoshida-2014
- kouzarides-2007
Frequently asked questions
- Por que a acetilação de histonas tende a ativar a transcrição?
- A acetilação neutraliza a carga positiva nas lisinas das histonas, afrouxando a ligação histona-DNA e abrindo a cromatina, e recruta proteínas leitoras de bromodomínio que trazem a maquinaria ativadora.
- O que remove a acetilação de histonas?
- As histona desacetilases (HDACs) removem os grupos acetil, restaurando a carga positiva da lisina e favorecendo a compactação da cromatina e a repressão transcricional.