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Dynamics of histone acetylation in vivo. A function for acetylation turnover?

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Histone acetylation, discovered more than 40 years ago, is a reversible modification of lysines within the amino-terminal domain of core histones. Amino-terminal histone domains contribute to the compaction of genes into repressed chromatin fibers. It is thought that their acetylation causes localized relaxation of chromatin as a necessary but not sufficient condition for processes that repackage DNA such as transcription, replication, repair, recombination, and sperm formation. While increased histone acetylation enhances gene transcription and loss of acetylation represses and silences genes, the function of the rapid continuous or repetitive acetylation and deacetylation reactions with half-lives of just a few minutes remains unknown. Thirty years of in vivo measurements of acetylation turnover and rates of change in histone modification levels have been reviewed to identify common chromatin characteristics measured by distinct protocols. It has now become possible to look across a wider spectrum of organisms than ever before and identify common features. The rapid turnover rates in transcriptionally active and competent chromatin are one such feature. While ubiquitously observed, we still do not know whether turnover itself is linked to chromatin transcription beyond its contribution to rapid changes towards hyper- or hypoacetylation of nucleosomes. However, recent experiments suggest that turnover may be linked directly to steps in gene transcription, interacting with nucleosome remodeling complexes.Key words: histone, acetylation, turnover, chromatin, transcription.

L'acétylation des histones, découverte il y a plus de 40 ans, est une modification réversible des résidus lysine dans le domaine N terminal des histones du coeur. Les domaines N terminaux des histones contribuent au compactage des gènes en fibres de chromatine réprimée. Leur acétylation produirait un relâchement localisé de la chromatine, ce qui est une condition essentielle, mais insuffisante, pour les processus où il y a empaquetage de l'ADN, telles la transcription, la réplication, la réparation, la recombinaison et la formation du spermatozoïde. Alors qu'une augmentation de l'acétylation des histones stimule la transcription de gènes et que la désacétylation réprime et rend silencieux les gènes, la fonction des réactions d'acétylation et de désacétylation continues ou répétitives rapides, ayant des demi-vies seulement de quelques minutes, demeure inconnue. Une revue de 30 ans de détermination in vivo du taux de renouvellement des groupes acétyle et des vitesses de changement des niveaux de modification des histones est faite afin d'identifier les caractéristiques communes de la chromatine mesurées par différents protocoles. Il est maintenant possible d'étudier un plus large éventail d'espèces qu'auparavant et d'identifier les caractéristiques communes. Le taux de renouvellement rapide de la chromatine compétente et active lors de la transcription est une de ces caractéristiques. Bien qu'il soit observé dans toutes les espèces, nous ne savons pas si le renouvellement lui-même est lié à la transcription de la chromatine, au-delà de sa contribution aux changements rapides entraînant l'hyper- ou l'hypoacétylation des nucléosomes. Cependant, des expériences récentes suggèrent que le renouvellement pourrait être lié directement à des étapes de la transcription des gènes, en interagissant avec les complexes de remodelage du nucléosome.Mots clés : histone, acétylation, taux de renouvellement, chromatine, transcription.[Traduit par la Rédaction]
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Keywords: acetylation; acétylation; chromatin; chromatine; histone; taux de renouvellement; transcription; turnover

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2002

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