H3R17me2

H3R17me2 es una modificación epigenética de la histona H3 , una proteína de empaquetamiento del ADN . Es una marca que indica la dimetilación en el residuo de arginina número 17 de la proteína histona H3. En epigenética, la metilación de arginina de las histonas H3 y H4 se asocia con una estructura de cromatina más accesible y, por lo tanto, con mayores niveles de transcripción. La existencia de desmetilasas de arginina que podrían revertir la metilación de arginina es controvertida. ^{[ 1 ]}

El nombre de esta modificación indica la dimetilación de la arginina 17 en la subunidad de la proteína histona H3: ^{[ 2 ]}

La arginina puede metilarse una vez (arginina monometilada) o dos veces (arginina dimetilada). La metilación de los residuos de arginina es catalizada por tres clases diferentes de metiltransferasas de arginina proteicas. ^{[ 1 ]}

La metilación de arginina afecta las interacciones entre proteínas y se ha relacionado con diversos procesos celulares, como el tráfico de proteínas, la transducción de señales y la regulación transcripcional. ^{[ 3 ]}

La metilación de arginina juega un papel importante en la regulación genética debido a la capacidad de las PRMT para depositar marcas de histonas clave activadoras (histona H4R3me2 , H3R2me2 , H3R17me2, H3R26me2a ) o represoras ( H3R8me2 , H4R3me2 ).

El ADN genómico de las células eucariotas está enrollado alrededor de moléculas proteicas especiales conocidas como histonas . Los complejos formados por el plegamiento del ADN se conocen como cromatina .

La metilación de H3R17 está mediada por CARM1 y se recluta al promotor tras la activación génica junto con las acetiltransferasas, activando así la transcripción. Cuando CARM1 se recluta a los promotores transcripcionales, la histona H3 se metila (H3R17me2 y H3R26me2). La dimetilación de H3R17 es una marca epigenética crítica en la autofagia inducida por inanición ^{[ 4 ].}

La modificación postraduccional de las colas de las histonas por complejos modificadores de histonas o complejos de remodelación de la cromatina es interpretada por la célula y conduce a una salida transcripcional combinatoria compleja. Se cree que un código de histonas dicta la expresión de los genes mediante una interacción compleja entre las histonas en una región particular. ^{[ 5 ]} La comprensión e interpretación actuales de las histonas provienen de dos proyectos a gran escala: ENCODE y el mapa epigenómico. ^{[ 6 ]} El propósito del estudio epigenómico fue investigar los cambios epigenéticos en todo el genoma. Esto condujo a los estados de la cromatina, que definen regiones genómicas al agrupar diferentes proteínas y/o modificaciones de histonas. Los estados de la cromatina se investigaron en células de Drosophila observando la ubicación de unión de las proteínas en el genoma. El uso de ChIP-sequencing reveló regiones en el genoma caracterizadas por diferentes bandas. ^{[ 7 ]} También se perfilaron diferentes etapas de desarrollo en Drosophila, haciendo hincapié en la relevancia de la modificación de las histonas. ^{[ 8 ]} Un análisis de los datos obtenidos condujo a la definición de estados de cromatina basados ​​en modificaciones de histonas. ^{[ 9 ]} Se mapearon ciertas modificaciones y se observó que el enriquecimiento se localizaba en ciertas regiones genómicas.

El genoma humano está anotado con estados de cromatina. Estos estados anotados pueden utilizarse como nuevas formas de anotar un genoma independientemente de la secuencia genómica subyacente. Esta independencia de la secuencia de ADN refuerza la naturaleza epigenética de las modificaciones de histonas. Los estados de cromatina también son útiles para identificar elementos reguladores que no tienen una secuencia definida, como los potenciadores. Este nivel adicional de anotación permite una comprensión más profunda de la regulación génica específica de cada célula. ^{[ 10 ]}

Los ratones con deficiencia de CARM1 son más pequeños y mueren poco después del nacimiento. CARM1 es necesario para el mantenimiento epigenético de la pluripotencia y la autorrenovación, ya que metila H3R17 y H3R26 en genes centrales de pluripotencia como Oct4 , Sox2 y Nanog . ^{[ 1 ]}

La metilación de H3R17 mediada por CARM1 es necesaria para establecer y mantener el linaje astroglial. La ausencia de H3R17me2a reduce los niveles de miR-92a , y se sabe que este miRNA participa en el desarrollo neuronal. ^{[ 1 ]}

CARM1 se asoció indirectamente con la progresión de la retinopatía diabética , ya que tanto este gen como su marca H3R17me2a asociada aumentaron con niveles altos de glucosa, promoviendo la apoptosis de las células del epitelio pigmentario de la retina. ^{[ 1 ]}

La marca de histona H3K4me1 se puede detectar de diversas maneras:

1. La secuenciación por inmunoprecipitación de cromatina ( ChIP-sequencing ) mide la cantidad de ADN enriquecido una vez unido a una proteína específica e inmunoprecipitado . Esto permite una buena optimización y se utiliza in vivo para revelar la unión ADN-proteína que ocurre en las células. ChIP-Seq puede utilizarse para identificar y cuantificar diversos fragmentos de ADN para diferentes modificaciones de histonas a lo largo de una región genómica. ^{[ 11 ]}

2. La secuenciación de la nucleasa microcócica ( MNase-seq ) se utiliza para investigar regiones a las que se unen nucleosomas bien posicionados. El uso de la enzima nucleasa microcócica se emplea para identificar la posición de los nucleosomas. Se observa que los nucleosomas bien posicionados presentan un enriquecimiento de secuencias. ^{[ 12 ]}

3. El ensayo de secuenciación de cromatina accesible a la transposasa ( ATAC-seq ) se utiliza para examinar regiones libres de nucleosomas (cromatina abierta). Utiliza el transposón Tn5 hiperactivo para resaltar la localización de los nucleosomas. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

• Metilación de histonas
• Histona metiltransferasa