組蛋白密碼

定義

遺傳特異性由基因組鹼基序列決定，序列變化導致細胞行為改變。但是科學發展到今天，這已不是問題的全部。有人提出"表觀遺傳學"概念，表觀遺傳學的一個典型例子就是抑瘤基因異常甲基化與腫瘤相關。隨著轉錄調控研究的深入，一種新的調節機制 --"組蛋白密碼"日益被科研工作者重視，組蛋白密碼信息存在於轉錄後組蛋白修飾等過程中。

性質：

染色體的多級摺疊過程中，需要 DNA同組蛋白 (H3、H4、H2A、H2B和H1)結合在一起。

研究中，人們發現組蛋白在進化中是保守的，但它們並不是通常認為的靜態結構。這種常見的組蛋白外在修飾作用包括乙醯化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP核糖基化、羰基化等等，它們都是組蛋白密碼的基本元素。與DNA密碼不同的是，組蛋白密碼和它的解碼機制在動物、植物和真菌類中是不同的。我們從植物細胞保留有發育成整個植株的全能性和去分化的特性中，就可以看出它們在建立和保持表觀遺傳信息方面與動物是不同的。在組蛋白的修飾中，乙醯化、甲基化研究最多。乙醯化修飾大多在組蛋白H3的 Lys9、l4、l8、23和H4的Lys5、8、12、l6等位點。對這兩種修飾結果的研究顯示，它們既能激活基因也能使基因沉默。甲基化修飾主要在組蛋白H3和H4的賴氨酸和精氨酸兩類殘基上。

在真核細胞的細胞核中，核小體是染色質的主要結構元件（見圖）。核小體主要由四種組蛋白（H2A,H2B,H3和H4）構成。這四種組蛋白和纏繞於組蛋白的DNA共同組成了核小體。每個組蛋白都有進化上保守的N端拖尾伸出核小體外。這些拖尾是許多信號傳導通路的靶位點，從而導致轉錄後修飾。該類修飾包括組蛋白磷酸化、乙醯化、甲基化、ADP-核糖基化等過程。尤其是組蛋白乙醯化、甲基化修飾能為相關調控蛋白提供其在組蛋白上的附著位點，改變染色質結構和活性。一般來說，組蛋白乙醯化能選擇性的使某些染色質區域的結構從緊密變得鬆散，開放某些基因的轉錄，增強其表達水平。而組蛋白甲基化既可抑制也可增強基因表達。乙醯化修飾和甲基化修飾往往是相互排斥的。在細胞有絲分裂和凋亡過程中，磷酸化修飾能調控蛋白質複合體向染色質集結。