Histone H2B, một trong những thành phần của chất nhiễm sắc có tổ chức, đóng vai trò quan trọng trong tế bào nhân chuẩn. Là một trong những histone chính, H2B không chỉ nhẹ mà còn có cấu trúc đặc biệt và có thể thiết lập cấu trúc DNA ổn định trong tế bào. Với việc nghiên cứu sâu hơn về gen, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng những biến thể H2B này không chỉ độc đáo về cấu trúc mà còn thể hiện những khả năng bí ẩn trong biểu hiện gen.
Histone H2B bao gồm 126 axit amin và chứa các axit amin tích điện dương, cho phép nó tương tác với các nhóm phốt phát tích điện âm trong DNA.
Là thành phần cơ bản của nucleosome, H2B không chỉ quan trọng về cấu trúc mà còn về vai trò của nó trong việc đóng gói DNA, điều hòa phiên mã và sửa chữa DNA. Đuôi linh hoạt ở đầu N và đầu C của nó rất quan trọng cho quá trình ngưng tụ chất nhiễm sắc. H2B đóng vai trò chính trong việc điều chỉnh biểu hiện gen thông qua các sửa đổi sau dịch mã như acetyl hóa và phổ biến hóa.
Mười sáu biến thể H2B đã được tìm thấy ở người. Mặc dù các biến thể này có cấu trúc tương tự như H2B thông thường, nhưng có những khác biệt nhỏ về trình tự axit amin. Sự tồn tại của các biến thể này mang lại cho H2B những chức năng độc đáo trong các ô khác nhau:
"Nếu một số biến thể nhất định ngừng hoạt động, các trung tử có thể hình thành không chính xác và tính toàn vẹn của bộ gen sẽ bị tổn hại."
Ví dụ, một biến thể có tên H2BE giúp kiểm soát sự biểu hiện của gen khứu giác. Các nghiên cứu về những biến thể này cho thấy chúng có thể có những chức năng chuyên biệt trong các mô khác nhau.
Khi DNA bị tổn thương, phản ứng phổ biến của H2B là vô cùng quan trọng, giúp khởi động cơ chế sửa chữa DNA kịp thời. Các enzyme ubiquitinase cụ thể như RNF20/RNF40 sửa đổi H2B, một quá trình rất quan trọng để tuyển dụng các yếu tố sửa chữa DNA cho các khu vực bị tổn thương.
Cấu trúc và chức năng của H2B bị ảnh hưởng bởi nhiều biến đổi sau dịch mã, bao gồm acetyl hóa, phosphoryl hóa và phổ biến hóa. Hầu hết những sửa đổi này xảy ra ở nhiều loại axit nucleic nhỏ và đóng vai trò điều hòa quan trọng trong việc bắt đầu phiên mã gen:
"Các nhà khoa học tin rằng quá trình acetyl hóa đuôi N của H2B là một phần quan trọng trong việc điều hòa quá trình phiên mã gen."
Những biến đổi axit amin cụ thể có thể thúc đẩy hoặc ức chế chức năng của H2B, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả biểu hiện gen. Khi tế bào gặp phải căng thẳng trao đổi chất, quá trình phosphoryl hóa H2B được kích hoạt, thúc đẩy quá trình kéo dài phiên mã bắt đầu.
Nghiên cứu cho thấy trình tự axit amin của histone H2B có tính bảo tồn cao trong quá trình tiến hóa và cũng cho thấy sự tương đồng giữa các loài có quan hệ họ hàng xa. Cho đến nay, số lượng và cấu trúc của gen H2B đã khiến nó trở thành chủ đề nghiên cứu sinh học tiếp tục.
Với sự phát triển của công nghệ sinh học phân tử, nghiên cứu về biến thể H2B ngày càng trở nên chuyên sâu. Điều này không chỉ giúp chúng ta hiểu các quá trình sinh học cơ bản mà còn có thể cung cấp những ý tưởng mới về điều trị bệnh. Liệu các biến thể H2B có hướng dẫn nghiên cứu biểu hiện gen trong tương lai và mở ra những cánh cửa mới cho y sinh không?