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Sapevi come la coda dell'H2B modifica la struttura e la funzione della cromatina?
L'istone H2B è uno dei cinque principali istoni presenti nella cromatina delle cellule eucariotiche. Presenta una struttura globulare principale con lunghe code N-terminali e C-terminali; la sua struttura e funzione influenzano direttamente la composizione dei nucleosomi e la struttura della cromatina. L'H2B è senza dubbio una componente importante nello studio dell'espressione genica e della riparazione del DNA.
L'istone H2B non è solo una proteina strutturale, ma svolge anche un ruolo chiave nella regolazione del confezionamento del DNA e fornisce supporto all'espressione genica e alla riparazione del DNA.
Caratteristiche strutturali
L'istone H2B è composto da 126 amminoacidi, molti dei quali hanno una carica positiva a pH cellulare, consentendo all'H2B di interagire con i gruppi fosfato caricati negativamente nel DNA. La sua struttura è costituita da un dominio globulare centrale con code N-terminali e C-terminali che si estendono verso l'esterno, caratteristiche che sono generalmente fondamentali per la compattazione della cromatina.
La flessibilità di queste code le rende importanti nella trasformazione della cromatina da una struttura "a perline su una corda" in fibre da 30 nanometri. La modifica della coda H2B influenza direttamente la struttura della cromatina e quindi influenza l'espressione genica.
Funzione e regolazione
L'istone H2B svolge un ruolo importante nella biologia nucleare, contribuendo a organizzare il DNA ed è coinvolto nell'impacchettamento dei cromosomi, nella regolazione della trascrizione, nonché nella replicazione e riparazione del DNA. È interessante notare che la coda H2B può regolare la struttura e la funzione della cromatina attraverso modifiche post-trascrizionali, tra cui l'acetilazione e l'ubiquitinazione.
L'H2B ubiquitinato è spesso associato a regioni attivamente trascritte e stimola l'allungamento della trascrizione promuovendo il rimodellamento della cromatina.
Ad esempio, l'acetilazione di specifici residui di lisina nell'H2B aiuta le proteine che legano il DNA ad accedere alla cromatina, che a sua volta influenza la trascrizione genica. Inoltre, l'H2B ubiquitinato è in grado di aprire e dispiegare regioni di cromatina per mediare l'accesso ai meccanismi di trascrizione.
Risposta al danno del DNAIn caso di danni al DNA, l'ubiquitinazione dell'H2B è fondamentale per avviare tempestivamente il processo di riparazione del DNA. Gli enzimi ubiquitinici specializzati RNF20/RNF40 modificano il sito specifico K120 di H2B e questo processo regolatorio è fondamentale per il funzionamento del meccanismo di riparazione.
Varianti di isotipo
Negli esseri umani esistono 16 varianti di H2B, 13 delle quali sono espresse nelle cellule normali del corpo e 3 sono espresse solo nei testicoli. Queste varianti sono proteine simili con solo lievi modifiche nella sequenza degli amminoacidi. Queste sottili differenze possono influenzare il modo in cui le varianti H2B interagiscono con altre proteine e conferire loro funzioni uniche.
Le varianti H2B sono espresse in regioni specifiche della cromatina e presentano diversi tipi di modifiche post-trascrizionali, che nel complesso portano a distinte funzioni biologiche in tessuti diversi.
Modifiche post-trascrizionali
L'H2B subisce una serie di modifiche post-trascrizionali, tra cui acetilazione, fosforilazione e ubiquitinazione, che influenzano l'organizzazione funzionale della cromatina. Studi hanno dimostrato che lo stato di acetilazione dell'H2B è strettamente correlato al suo ruolo nell'attivazione trascrizionale.
Genomica
La sequenza aminoacidica dell'H2B è altamente conservata nell'evoluzione e negli esseri umani ci sono 23 geni che codificano l'H2B, che si trovano in specifici cluster di geni sui cromosomi 6 e 1. Sebbene tutti i geni H2B siano trascrizionalmente attivi durante la fase S, singoli geni vengono espressi anche durante altre fasi del ciclo cellulare.
Grazie a queste ricche proprietà strutturali e funzionali, la coda dell'istone H2B è senza dubbio uno dei fattori chiave che regolano la struttura della cromatina. Con l'approfondimento della ricerca biologica sugli istoni, scopriremo in futuro altri meccanismi regolatori inesplorati e comprenderemo meglio la loro importanza nei processi vitali cellulari?
