Variantes de la histona H1 de enlace

En biología molecular , la histona de enlace H1 es una familia de proteínas que constituye un componente crítico de la cromatina eucariota . Las histonas H1 se unen al ADN de enlace que sale de la partícula central del nucleosoma , mientras que las histonas centrales ( H2A , H2B , H3 y H4 ) forman el núcleo octamérico del nucleosoma alrededor del cual se enrolla el ADN. ^{[ 1 ]}

H1 forma una familia compleja de proteínas relacionadas con especificidad distinta para los tejidos, etapas de desarrollo y organismos en los que se expresan. ^{[ 2 ]} Las proteínas H1 individuales a menudo se denominan isoformas o variantes .

El descubrimiento de variantes de H1 en el timo de ternero precedió al descubrimiento de variantes de histonas centrales. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

En células humanas y de ratón se han descrito 11 variantes de H1, codificadas por genes individuales. Seis de estas variantes se expresan principalmente durante la fase S y, por lo tanto, dependen de la replicación. Están codificadas por genes del clúster de histonas 1, ubicado en el cromosoma 6 de las células humanas. Las cinco variantes restantes se expresan durante todo el ciclo celular y sus genes codificantes se encuentran dispersos en el genoma.

TS - variantes específicas de testículo, OO - variantes específicas de ovocito

La histona H1 difiere notablemente de las histonas centrales. En lugar de originarse a partir de histonas arqueales, probablemente evolucionó a partir de una proteína bacteriana. ^{[ 6 ]} A diferencia de las histonas centrales que presentan un llamado pliegue de histona, las H1 suelen tener un dominio N-terminal básico corto, un dominio globular y un dominio C-terminal rico en lisina (los extremos N y C también se denominan colas). ^{[ 7 ]} Las H1 también están menos conservadas que las histonas centrales. Las isoformas de H1 de mamíferos son parálogas, lo que significa que sus genes codificantes se originaron a partir de eventos de duplicación génica . Las variantes H1 correspondientes en dos especies diferentes, como la H1.4 humana y de ratón, son ortólogas: tuvieron un gen ancestral común y se separaron por especiación. Dentro de una misma especie, las variantes H1 parálogas muestran una alta conservación del dominio central globular, mientras que los extremos N y C son más divergentes. Al mismo tiempo, los ortólogos de H1 entre los mamíferos están altamente conservados en toda la secuencia de proteínas; por ejemplo, H1.4 humano y de ratón comparten un 93,6 % de identidad de secuencia. ^{[ 2 ]}

Aún no está claro hasta qué punto las variantes individuales de H1 pueden ser redundantes y cuáles son sus funciones distintivas. El hecho de que muchos ratones knockout de variantes individuales de H1 sean viables y muestren compensación por otras variantes de H1 parece respaldar la hipótesis de redundancia. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} Sin embargo, muchas líneas de evidencia sugieren que existen funciones específicas para las variantes de H1. Por ejemplo, los ratones knockout de variantes individuales de H1 revelan fenotipos específicos y efectos distintos en la expresión génica y la estructura de la cromatina. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]} Además, los diferentes isotipos muestran diferente localización y se unen a la cromatina con diferentes afinidades. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

Por lo tanto, se ha propuesto un modelo según el cual las variantes de H1 tienen dos funciones distintas, una común y otra específica: ^{[ 2 ]} Las proteínas H1 individuales son redundantes en su capacidad para compactar la cromatina globalmente y estabilizar las estructuras de cromatina de orden superior en general. Por consiguiente, esta función común puede compensarse en células mutantes aumentando la cantidad de otras variantes de H1. Sin embargo, a nivel de la organización local de la cromatina, las variantes individuales pueden regular un subconjunto de genes específicos tanto de forma negativa como positiva. ^{[ 2 ]}

Se han propuesto y utilizado en publicaciones anteriores múltiples nomenclaturas (alrededor de 12) para las variantes de histonas de enlace, lo que complica enormemente la comparación entre estudios. En 1994, Parseghian et al. intentaron crear un sistema en el que las designaciones de variantes se aplicaran uniformemente a los ortólogos en todas las especies de mamíferos, ^{[ 22 ]} sin embargo, esta nomenclatura no ha sido adoptada por otros laboratorios. En 2012, un grupo diverso de científicos de múltiples instituciones de todo el mundo que trabajan en diferentes aspectos de la biología de las histonas propuso una nomenclatura unificada basada en la filogenia para las variantes de histonas, incluidas las histonas H1, con el objetivo de producir nombres de variantes de histonas informativos y fácilmente consultables. ^{[ 5 ]}

• histona H1
• histona
• nucleosoma
• cromatina