Modifikasi histon

Modifikasi histon adalah serangkaian perubahan yang dialami oleh protein histon. Modifikasi histon yang umumnya dijumpai berupa metilasi, asetilasi, dan fosforilasi. Selain tiga modifikasi tersebut, terdapat beberapa modifikasi lain seperti deiminasi, penambahan gugus β-N-asetilglukosamin, ribosilasi ADP, ubikitinasi, dan sumoilasi.^[1] Modifikasi pada protein ini merupakan salah satu subyek studi epigenomika dan ditemukan mempengaruhi ekspresi gen pada eukariota.

Modifikasi pada histon memiliki tata cara penamaan khusus. Umumnya penamaan ini didasarkan pada tata cara penamaan Brno yang telah disepakati oleh konsorsium laboratorium Eropa. Penamaan Brno diambil dari nama kota di Republik Ceko tempat disepakatinya penamaan tersebut.^[2][3] Pengaturannya dapat disederhanakan menjadi:

NAMAFAMILI.NOMORPARALOG.SUBTIPE.VARIASIPISAHPOSISIASAMAMINOTIPEMODIFIKASI.

Penulisan modifikasi dimulai dengan menyebut gelongan dari histon yang termodifikasi (H2A, H2B, H3 and H4, dan histon pentaut H1) dilanjutkan dengan tipe paralog berdasarkan urutan penemuan (1,2,3,4, dan seterusnya), kemudian subtipe jika ada, dan variasi pisah (splice variant), jika ada. Selanjutnya dilanjutkan dengan kode asam amino dan posisinya pada rantai protein histon. Terakhir, jenis modifikasi. Jenis modifikasi dapat diperpanjang dengan menggabungkan beberapa jenis modifikasi lain menjadi satu. Sebagai contoh, H3K27me3 berarti modifikasi berupa trimetilasi (me3) pada famili histon H3, pada asam amino ke-27 (K27).

Urutan asam amino dihitung berdasarkan hasil pengutasan protein (sequencing) dan tidak dihitung berdasarkan kerangka bacaan terbuka (open reading frame) gen histon. Sebagai contoh, histon H3.3 pada manusia memiliki posisi lisina pada urutan ke-10 jika diurut berdasarkan kerangka bacaan terbuka. Namun, pada umumnya metionina pada urutan asam amino dibuang apabila diikuti dengan alanina sebagaimana yang terjadi pada histon H3.3. Oleh sebab itu urutan lisina menjadi mundur sebanyak satu urutan dari 10 menjadi 9 sehingga modifikasi pada posisi ini ditulis sebagai H3.3K9.

  Asam amino termodifikasi

  Tingkat modifikasi

  Singkatan

  Contoh Penamaan

  Asetil-

  Lisina

  mono-

  ac

  H3K9ac

  Metil-

  Arginina

  mono-

  me1

  H3R17me1

  Arginina

  di-, simetris

  me2s

  H3R2me2s

  Arginina

  di-, asimetris

  me2a

  H3R17me2a

  Lisina

  mono-

  me1

  H3K4me1

  Lisina

  di-

  me2

  H3K4me2

  Lisina

  tri-

  me3

  H3K4me3

  Fosforil-

  Serina or treonina

  mono-

  ph

  H3S10ph

  Ubikitil-

  Lisina

  mono-

  ub1

  H2BK123ub1

  Sumoylil-

  Lisina

  mono-

  su

  H4K5su

  ADP ribosil-

  Glutamat

  mono-

  ar1

  H2BE2ar1

  Glutamat

  poli-

  arn

  H2BE2arn

Beberapa modifikasi seperti H3K27me3 berasosiasi dengan peredaman gen. Sedangkan modifikasi lain seperti H3K4me3 berasosiasi dengan kenaikan ekspresi gen.^[4]

   Kode Histon

   Peran Biologis

   H3R2me2a

   aktivasi gen

   H3T3ph

   mitosis

   H3K4ac

   aktivasi gen

   H3K4me1, me2, me3

   aktivasi gen

   H3R8me2s

   represi gen

   H3K9ac

   aktivasi gen

   H3K9me1, me2, me3

   represi gen

   H3S10ph

   mitosis

   H3S11ph

   mitosis

   H3K14ac

   aktivasi gen

   H3R17me2a

   aktivasi gen

   H3K18ac

   aktivasi gen

   H3K23ac

   aktivasi gen

   H3R26me2a

   aktivasi gen

   H3K27ac

   aktivasi gen

   H3K27me1, me2, me3

   represi gen

   H3S28ph

   mitosis

   H3K36me1, me2, me3

   aktivasi gen

   H3K56ac

   aktivasi gen

   H3K79me1, me2, me3

   aktivasi gen

   H4S1ph

   mitosis

   H4R3me2a

   aktivasi gen

   H4R3me2s

   represi gen

   H4K5ac

   aktivasi gen

   H4K8ac

   aktivasi gen

   H4K12ac

   aktivasi gen

   H4K16ac

   aktivasi gen

   H4K20me1, me2, me3

   aktivasi gen

   H4K91ac

   aktivasi gen

   H2AS1ph

   mitosis

   H2AK4ac

   aktivasi gen

   H2AK5ac

   aktivasi gen

   H2AK7ac

   aktivasi gen

   H2AT119ph

   mitosis

   H2AK126su

   represi gen

   H2AK119ub

   aktivasi gen

   H2AS129ph

   Reparasi DNA

   H2BK5ac

   aktivasi gen

   H2BS10ph

   apoptosis

   H2BK12ac

   aktivasi gen

   H2BS14ph

   apoptosis

   H2BK15ac

   aktivasi gen

   H2BK16ac

   aktivasi gen

   H2BK20ac

   aktivasi gen

   H2BS33ph

   aktivasi gen

   H2BK120ub

   meiosis