Acetilação e deacetilação de histona

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Na acetilação e deacetilação de histona, as histonas são acetiladas e deacetiladas em resíduos de lisina na ramificação N-terminal como parte da regulação genética. Tipicamente, estas reações são catalisadas por enzimas com atividade "histona acetiltransferase" (HAT) ou "histona deacetilase" (HDAC ou HD). Diversas formas de HATs e HDs têm sido identificadas. Entre eles, CBP/p300 é provavelmente a mais importante, devido a poder interagir com numerosos reguladores de transcrição.[1]

A fonte do grupo acetila na acetilação da histona é a Acetil-Coenzima A, e na deacetilação da histona o grupo acetila é transferido para a Coenzima A.

Histonas acetiladas e nucleossomas representam um tipo de marco epigenético dentro da cromatina. Ligações atuam em uma carga negativa, atuando em neutralizar a carga positiva sobre as histonas e diminuindo a interaçãodas terminações N das histonas com os grupos fosfato negativamente carregados do DNA. Como uma consequência, a cromatina condensada é transformada em uma estrutura relaxada a qual é associada com maiores níveis de transcrição de genes. Este relaxamento pode ser revertido pela atividade HDAC. Relaxada, o DNA transcricionalmente ativo é relacionado à eucromatina. A condensação pode ser conduzida por processos incluindo deacetilação e metilação; a ação de metilação é indireta e não tem efeito sobre a carga.

A acetilação dos resíduos de lisina na terminação N de proteínas de histona remove cargas positivas, desse modo reduzindo a afinidade entre histonas e DNA. Isto faz a polimerase de RNA e os fatores de transmissão mais facilmente acessar a região propiciada. Conseqüentemente, na maioria dos casos, a acetificação da histone realça a transcrição enquanto a deacetilação da histone reprime a transcrição.[1]

Estudos recentes têm demonstrado o recrutamento de enzimas modificadas da cromatina na quebra de cadeias duplas, assim como a participação no reparo destas cadeias duplas quebradas. Tais mecanismos são intimamente relacionados a lisina de histona e sua acetilação e deacetilação. [2]

Este modelo de neutralização da carga tem sido desafiado por recentes estudos, pelos quais genes transcricionalmente ativos têm sido relacionados com rápida reversão da acetilação de histona.[3] Isto requer que as HATs e HDACs devam atuar continuamente sobre as terminações afetadas da histona. Metilação em um resíduo específico de lisina (K4) está envolvido em marcação de terminações de histona para acetilação e deacetilação contínuas. Estes mecanismos são inclusive pesquisados in vivo,[4] , em leveduras (como a Saccharomyces cerevisiae.[5]

A acetilação e deacetilação de histona são processos coordenados conduzindo a uma distribuição não aleatória de isoformas.[6]

Estudam-se a importância da acetilação e deacetilação de histona nas doenças inflamatórias dos pulmões, por aumento da expressão de genes inflamatórios que são regulados por fatores de transcrição.[7]

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. a b Histone Acetylation, DNA Methylation and Epigenetics - www.web-books.com (em inglês)
  2. Beth A. Tamburini and Jessica K. Tyler; Localized Histone Acetylation and Deacetylation Triggered by the Homologous Recombination Pathway of Double-Strand DNA Repair; Molecular and Cellular Biology, June 2005, p. 4903-4913, Vol. 25, No. 12 - mcb.asm.org (em inglês)
  3. Lu Tian, et al; Reversible Histone Acetylation and Deacetylation Mediate Genome-Wide, Promoter-Dependent and Locus-Specific Changes in Gene Expression During Plant Development; Genetics. 2005 January; 169(1): 337–345. doi: 10.1534/genetics.104.033142. - www.pubmedcentral.nih.gov (em inglês)
  4. Yael Katan-Khaykovich, and Kevin Struhl; Dynamics of global histone acetylation and deacetylation in vivo: rapid restoration of normal histone acetylation status upon removal of activators and repressors; Genes Dev. Vol. 16, No. 6, pp. 743-752, March 15, 2002 - www.genesdev.org (em inglês)
  5. Maria Vogelauer, Jiansheng Wu, Noriyuki Suka and Michael Grunstein; Global histone acetylation and deacetylation in yeast; Nature 408, 495-498 (23 November 2000) | doi:10.1038/35044127 - www.nature.com (em inglês)
  6. Kangling Zhang, et al; Histone Acetylation and Deacetylation; Identification of Acetylation and Methylation Sites of HeLa Histone H4 by Mass Spectrometry; Molecular & Cellular Proteomics 1:500-508, 2002. - www.mcponline.org (em inglês)
  7. P. J. Barnes, I. M. Adcock and K. Ito; Histone acetylation and deacetylation: importance in inflammatory lung diseases; Eur Respir J 2005; 25:552-563 - www.erj.ersjournals.com (em inglês)

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