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enlazador de la familia de histonas H1 y H5
Proteína PBB HIST1H1B image.jpg
Representación PDB de HIST1H1B basada en 1ghc.
Identificadores
SímboloLinker_histone
PfamPF00538
InterProIPR005818
INTELIGENTESM00526
SCOP21hst / SCOPe / SUPFAM
Estructuras proteicas disponibles:
Pfam  estructuras / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumresumen de estructura
PDB1ghc , 1hst , 1uhm , 1uss , 1ust , 1yqa

La histona H1 es una de las cinco principales familias de proteínas de histonas que son componentes de la cromatina en las células eucariotas . Aunque está muy conservada , es la histona más variable en secuencia entre especies.

Estructura [ editar ]

Un diagrama que muestra dónde se puede encontrar H1 en el nucleosoma.

Las proteínas del metazoo H1 presentan un dominio globular central de "hélice alada" y colas largas C- y cortas N-terminales . H1 está involucrado en el empaquetado de las subestructuras de "cuentas en una cuerda" en una estructura de alto orden, cuyos detalles aún no se han resuelto. [1] H1 que se encuentra en protistas y bacterias, también conocida como nucleoproteína HC1 / HC2 ( Pfam PF07382 ), carece del dominio central y la cola N-terminal. [2]

H1 está menos conservada que las histonas centrales. El dominio globular es la parte más conservada de H1. [3]

Función [ editar ]

A diferencia de las otras histonas, H1 no forma la "perla" del nucleosoma . En cambio, se asienta sobre la estructura, manteniendo en su lugar el ADN que se ha envuelto alrededor del nucleosoma. H1 está presente en la mitad de la cantidad de las otras cuatro histonas, que aportan dos moléculas a cada cuenta de nucleosoma. Además de unirse al nucleosoma, la proteína H1 se une a la región del "ADN enlazador" (aproximadamente 20-80 nucleótidos de longitud) entre los nucleosomas, lo que ayuda a estabilizar la fibra de cromatina de 30 nm en zig-zag. [4] Se ha aprendido mucho sobre la histona H1 a partir de estudios sobre cromatina purificada.fibras. La extracción iónica de histonas enlazadoras de cromatina nativa o reconstituida promueve su despliegue en condiciones hipotónicas de fibras de 30 nm de ancho a matrices de nucleosomas de perlas en una cuerda. [5] [6] [7]

No se sabe si H1 promueve una fibra de cromatina similar a un solenoide , en la que se acorta el ADN del enlazador expuesto, o si simplemente promueve un cambio en el ángulo de los nucleosomas adyacentes, sin afectar la longitud del enlazador [8]. Sin embargo, se ha demostrado que las histonas del enlazador impulsar la compactación de las fibras de cromatina que se han reconstituido in vitro utilizando matrices de ADN sintético del fuerte elemento de posicionamiento del nucleosoma '601'. [9] Los experimentos de digestión de nucleasas y huellas de ADN sugieren que el dominio globular de la histona H1 se localiza cerca de la díada del nucleosoma, donde protege aproximadamente de 15 a 30 pares de bases de ADN adicional. [10] [11] [12] [13]Además, los experimentos con cromatina reconstituida revelan un motivo de tallo característico en la díada en presencia de H1. [14] A pesar de las lagunas en nuestra comprensión, ha surgido un modelo general en el que el dominio globular de H1 cierra el nucleosoma reticulando el ADN entrante y saliente, mientras que la cola se une al ADN enlazador y neutraliza su carga negativa. [8] [12]

Se han realizado muchos experimentos que abordan la función de H1 con cromatina procesada y purificada en condiciones de bajo contenido de sal, pero el papel de H1 in vivo es menos seguro. Los estudios celulares han demostrado que la sobreexpresión de H1 puede causar una morfología nuclear y una estructura de la cromatina aberrantes, y que H1 puede servir como regulador de la transcripción tanto positivo como negativo, según el gen. [15] [16] [17] En los extractos de óvulos de Xenopus , el agotamiento de las histonas enlazadoras causa una extensión longitudinal de ~ 2 veces de los cromosomas mitóticos, mientras que la sobreexpresión hace que los cromosomas se hipercompactan en una masa inseparable. [18] [19]No se ha logrado la eliminación completa de H1 in vivo en organismos multicelulares debido a la existencia de múltiples isoformas que pueden estar presentes en varios grupos de genes, pero varias isoformas de histonas enlazadoras se han agotado en diversos grados en Tetrahymena, C. elegans, Arabidopsis, fruta. mosca y ratón, lo que da como resultado varios defectos específicos del organismo en la morfología nuclear, la estructura de la cromatina, la metilación del ADN y / o la expresión génica específica. [20] [21] [22]

Dinámica [ editar ]

Mientras que la mayoría de las histonas H1 en el núcleo están unidas a la cromatina, las moléculas H1 se desplazan entre las regiones de la cromatina a una velocidad bastante alta. [23] [24]

Es difícil entender cómo una proteína tan dinámica podría ser un componente estructural de la cromatina, pero se ha sugerido que el equilibrio de estado estacionario dentro del núcleo aún favorece fuertemente la asociación entre H1 y cromatina, lo que significa que a pesar de su dinámica, la gran mayoría de H1 en cualquier momento dado se une a la cromatina. [25] H1 compacta y estabiliza el ADN bajo fuerza y ​​durante el ensamblaje de la cromatina, lo que sugiere que la unión dinámica de H1 puede proporcionar protección para el ADN en situaciones en las que es necesario eliminar los nucleosomas. [26]

Los factores citoplásmicos parecen ser necesarios para el intercambio dinámico de la histona H1 en la cromatina, pero aún no se han identificado específicamente. [27] La dinámica de H1 puede estar mediada hasta cierto punto por O-glicosilación y fosforilación. La O-glicosilación de H1 puede promover la condensación y compactación de la cromatina. Se ha demostrado que la fosforilación durante la interfase disminuye la afinidad de H1 por la cromatina y puede promover la descondensación de la cromatina y la transcripción activa. Sin embargo, durante la mitosis se ha demostrado que la fosforilación aumenta la afinidad de H1 por los cromosomas y, por lo tanto, promueve la condensación cromosómica mitótica. [19]

Isoformas [ editar ]

Artículo principal: variantes de la histona H1 del vinculador

La familia H1 en animales incluye múltiples isoformas H1 que pueden expresarse en tejidos y etapas de desarrollo diferentes o superpuestos dentro de un solo organismo. La razón de estas múltiples isoformas sigue sin estar clara, pero tanto su conservación evolutiva del erizo de mar a los humanos como las diferencias significativas en sus secuencias de aminoácidos sugieren que no son funcionalmente equivalentes. [28] [29] [3] Una isoforma es la histona H5 , que solo se encuentra en los eritrocitos aviares , que se diferencian de los eritrocitos de los mamíferos en que tienen núcleos. Otra isoforma es la isoforma de ovocito / cigótico H1M (también conocida como B4 o H1foo), que se encuentra en erizos de mar, ranas, ratones y humanos, que se reemplaza en el embrión por las isoformas somáticas H1A-E y H10 que se asemeja a H5. [3] [30] [31] [32] A pesar de tener más cargas negativas que las isoformas somáticas, H1M se une con mayor afinidad a los cromosomas mitóticos en los extractos de huevos de Xenopus . [19]

Modificaciones postraduccionales [ editar ]

Al igual que otras histonas, la familia de histonas H1 está ampliamente modificada postraduccionalmente (PTM). Esto incluye fosforilación de serina y treonina, acetilación de lisina, metilación y ubiquitinación de lisina. [33] Estas PTM cumplen una variedad de funciones pero están menos estudiadas que las PTM de otras histonas.

Ver también [ editar ]

  • nucleosoma
  • histona
  • cromatina
  • variantes de la histona H1 del enlazador
  • Otras proteínas histonas involucradas en la cromatina:
  • H2A
  • H2B
  • H3
  • H4

Referencias [ editar ]

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