H3R42me

H3R42me es una modificación epigenética de la histona H3 , una proteína de empaquetamiento del ADN . Es una marca que indica la monometilación en el residuo de arginina 42 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 ]}

H3K4me1 indica la monometilación de la lisina 4 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 ]}

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 .

R42 se encuentra dentro de la región central de la histona H3. Dentro de la estructura nucleosomal, R42 se superpone al punto donde el ADN entra y sale del nucleosoma. ^{[ 4 ]}

La adición de un grupo metilo en la arginina aumenta el impedimento estérico y también elimina un donador de enlaces de hidrógeno, lo que disminuye ligeramente la estabilidad del nucleosoma para permitir que la ARN polimerasa II migre más fácilmente a través del molde. ^{[ 5 ]}

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. ^{[ 6 ]} La comprensión e interpretación actuales de las histonas provienen de dos proyectos a gran escala: ENCODE y la hoja de ruta epigenómica. ^{[ 7 ]} El propósito del estudio epigenómico fue investigar los cambios epigenéticos en todo el genoma. Esto condujo a estados de cromatina que definen regiones genómicas al agrupar las interacciones de diferentes proteínas y/o modificaciones de histonas. Los estados de 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. ^{[ 8 ]} También se perfilaron diferentes etapas de desarrollo en Drosophila, haciendo hincapié en la relevancia de la modificación de histonas. ^{[ 9 ]} Un análisis de los datos obtenidos permitió definir estados de cromatina basados ​​en modificaciones de histonas. ^{[ 10 ]} Se mapearon ciertas modificaciones y se observó que su enriquecimiento se localizaba en determinadas regiones genómicas. Se identificaron cinco modificaciones centrales de histonas, cada una vinculada a diversas funciones celulares.

• H3K4me3 - promotores
• H3K4me1 - potenciadores preparados
• Cuerpos genéticos de H3K36me3
• Represión de H3K27me3 -policomb
• H3K9me3 - heterocromatina

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. ^{[ 11 ]}

Las micobacterias pueden reducir la respuesta inmunitaria del huésped mediante una proteína secretada llamada Rv1988. Rv1988 es una metiltransferasa que metila la histona H3 en H3R42 y reprime los genes que ayudan a la defensa contra las micobacterias. ^{[ 12 ]}

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. ^{[ 13 ]}

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. ^{[ 14 ]}

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. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

• Metilación de histonas
• Histona metiltransferasa