Roles of histone H3 lysine methylation in the gene expression regulation

Abstract

Viliam Čizmazia Roles of histone H3 lysine methylation in the gene expression regulation Abstract Histone post-translational modifications play a key role in epigenetic regulation of chromatin land- scape and various cellular functions. They can directly mediate interactions between DNA and histones, but also represent recognition signals for specific reader proteins. A particular type of these modifications, lysine methylation, marks a number of specific sites within the terminal as well or globular regions of histone proteins and encodes for various instructions for DNA-related processes such as gene transcription. The profiles of individual lysine methylations are regulated by specific methyltransferases (writers) and antagonizing demethylases (erasers). Their deregula- tion is often associated with diseases such as developmental abnormalities or cancer. For this rea- son, a number of histone-modifying enzymes are considered attractive therapeutic targets. This review is focused on key players and mechanisms underlying the deposition of the most important histone H3 lysine methylations, their genomic distribution and contextual roles in transcriptional events. In addition, it highlights the importance of structure-based approaches in exploring the molecular details behind the activity of histone...

Viliam Čizmazia Role lysinových metylací histonu H3 v regulaci genové exprese Abstrakt Post-translačné modifikácie histónov hrajú kľúčové role v epigenetickej regulácii architektúry chromatínu a taktiež rôznych bunkových funkcií. Môžu jednak priamo sprostredkúvať interakcie medzi DNA a histónmi, ale taktiež fungujú ako chemický signál pre väzbu špecifických "reader" proteínov. Konkrétnym typom týchto modifikácii je metylácia na lyzíne, ktorá značí rozličné po- zície na terminálnom aj globulárnom regióne histónov a je v nej obsiahnutá informácia pre regu- láciu procesov súvisiacich s DNA zahŕňajúc transkripciu génov. Distribúcie jednotlivých typov lyzínových metylácii sú regulované špecifickými metyltransferázami (writers) a im antagonistic- kými demetylázami (erasers). Ich deregulácia úzko súvisí s ochoreniami ako sú napríklad vývo- jové vady či isté typy rakoviny a sú teda populárnymi cieľmi pre vývoj inhibítorov. Táto práca zahŕňa popis kľúčových hráčov a taktiež mechanizmov, ktorými sa táto histónová značka depo- nuje, príslušné genómové distribúcie a vysoko kontextuálnymi rolami pri procesoch súvisiacich s transkripciou. Okrem toho vyzdvihuje dôležitosť a potrebu štruktúrnych štúdii, ktoré výrazne na- pomáhajú porozumieť detailom za regulovanou aktivitou proteínov účastných pri modifikácii his- tónov a...