Histon-Code

Histone sind basische Proteine, die den Kern der Nukleosomen bilden, um die sich die DNA wickelt. Chemische Änderungen an diesen Zellkernproteinen bezeichnet man als Histonmodifikationen. Der Histon-Code ist verantwortlich für epigenetische Regulation. Er beeinflusst die Struktur und damit die Funktion des Chromatins. Der Code wird durch verschiedene posttranslationale Modifikationen der Histone erzeugt. Dazu zählen u.a.:

• Acetylierung
• Methylierung
• Phosphorylierung
• Ubiquitinierung
• SUMOylierung

Diese Modifikationen verändern die Zugänglichkeit der DNA für Transkriptionsfaktoren und andere regulatorische Proteine und beeinflussen so die Genexpression. Die genauen Mechanismen dieser Abläufe sind allerdings noch nicht geklärt. Man vermutet, dass

• Acetylierungen von Histonen mit einer erhöhten Genexpression assoziiert sind,
• Methylierungen je nach Position und Anzahl der Methylgruppen aktivierend oder reprimierend wirken können, und
• Phosphorylierungen eine Rolle bei der Chromosomenkondensation während der Zellteilung spielen.

Die genauen biochemischen Abläufe sind jedoch wahrscheinlich erheblich komplexer. So kann jedes der vier Standardhistone gleichzeitig an verschiedenen Stellen mit mehreren unterschiedlichen Modifikationen ausgestattet werden. So enthält das Histon H3 beispielweise alleine neunzehn Lysinreste, die mono-, di- oder tri-methyliert bzw. unmethyliert sein können.

Störungen des Histon-Codes werden mit neurodegenerativen Erkrankungen, Krebs und Autoimmunerkrankungen in Verbindung gebracht.