結構生物化學/快速訊號和緩慢標記：組蛋白修飾的動力學
在細胞分化過程中，大多數多細胞生物形成其獨特的基因表達模式。隨著時間的推移，這種模式在許多細胞分裂過程中得以維持，即使最初的訊號已經消失。活躍轉錄區域的特點是特定的組蛋白修飾。組蛋白的作用是它染色質最重要的蛋白質成分。這些發現證實了一種組蛋白密碼使用組蛋白翻譯後修飾將染色質結構翻譯成基因組，並以某種穩定性形式存在。
DNA（在真核細胞中）包裹在組蛋白周圍，形成染色質。染色質的基本單位是核小體，由一個組蛋白八聚體形成，該八聚體由四種核心組蛋白（H2A、H4、H3、H2B）的兩個分子組成。組蛋白八聚體還包含 147 個鹼基對的 DNA，纏繞在它周圍的左手螺旋上。單個核小體相互堆積，形成更高階的染色質結構，以調節 DNA 的可及性。核小體核心是由組蛋白的球狀結構域建立的。核小體核心不需要組蛋白分子的 N 末端尾巴，因為組蛋白 N 末端在晶體學研究中不會形成晶體；但是，它們對染色質功能極其重要。組蛋白修飾是基因活性的原因還是結果尚無定論。為了確定組蛋白修飾的作用，有關於它們靶向特定基因組位點、穩定性和相互依賴性的結果。組蛋白密碼假說的產生是因為組蛋白修飾酶的發現以及組蛋白修飾的基因組範圍測繪。
基因組範圍測繪的目的是檢測組蛋白修飾模式之間的相似性以及基因活性特定狀態。例如，包括 H3K4me2,3 和 H3K36me2,3 在內的修飾位於活躍轉錄區域，並且彼此重疊。利用這些與基因活性重疊的區域，這些資訊被用來確定非編碼 RNA 分子的轉錄區域。在另一個例子中，像 H3K27me3 和 H4K20me3 這樣的修飾經常被對映到轉錄受到抑制的區域。這表明組蛋白修飾可以作為失活的標誌。
轉錄和 DNA 組裝對於確定修飾模式的建立和複製時間至關重要。在分子水平上表徵的第一個組蛋白修飾酶之一是 HAT（乙醯轉移酶 Gen5）。HAT 被表徵為酵母中的轉錄共啟用因子，它將組蛋白乙醯化與基因啟用聯絡起來。基因組範圍測繪研究表明，乙醯化的組蛋白可以在大多數活躍轉錄區域找到。
組蛋白修飾在染色質組裝過程中沉積，並且還觀察到在特定基因啟用或抑制期間發生的修飾。這極其重要，因為當新合成的組蛋白形成並移入染色質時，組蛋白修飾需要維持染色質結構。
組蛋白在細胞質中合成，然後轉移到細胞核中。大多陣列蛋白合成與 S 期程序相耦合，以滿足增加的組蛋白需求。一個例外是組蛋白變體 H3.3，它是以複製無關的方式合成的。在合成後，組蛋白獲得修飾模式並與組蛋白伴侶蛋白結合。組蛋白伴侶蛋白有助於將組蛋白沉積到 DNA 上，它們被歸類為 H3/H4 結合因子，如 Asfl。
如上所述，新合成的組蛋白帶有特定的組蛋白修飾模式，H4 的賴氨酸 5 和賴氨酸 12 變得乙醯化，一部分 H3 在賴氨酸 18 和賴氨酸 1 處乙醯化。在從胞質溶膠到細胞核的運輸過程中，然後到複製叉處整合到新的染色質中，組蛋白會收到更多修飾，例如賴氨酸 9 的單甲基化。
表觀遺傳密碼有利於啟動功能性染色質狀態的產生和遺傳。為了實現這一點，需要滿足以下要求
(i) 系統需要啟動密碼的生成
(ii) 系統需要將修飾轉化為不同的染色質狀態
(iii) 系統需要允許將特定的修飾模式從舊的組蛋白複製到新合成的組蛋白。
如果組蛋白甲基化的緩慢週轉率希望細胞將其表觀遺傳資訊傳遞給後代，那麼需要一種機制在細胞分裂期間複製組蛋白修飾模式。週轉率緩慢是因為對於組蛋白上的賴氨酸二甲基化和三甲基化，在新合成的組蛋白上重新建立甲基化很慢。這種緩慢的週轉率使細胞有時間（如果需要）改變特定基因上的修飾模式或複製先前存在的模式。
最近的研究表明，組蛋白修飾可以促進基因表達的穩定，即使沒有傳入的訊號。但是，一些修飾，如賴氨酸乙醯化，會整合傳入的訊號。
Barth，Teresa K. 和 Axel Imhof。 “快速訊號和緩慢標記：組蛋白修飾的動力學。” 《生物化學科學趨勢》35.11 (2010) 618-626。學術搜尋完整版。網路。2012 年 12 月 5 日。