结构生物化学/快速信号和缓慢标记：组蛋白修饰的动力学
在细胞分化过程中，大多数多细胞生物形成其独特的基因表达模式。随着时间的推移，这种模式在许多细胞分裂过程中得以维持，即使最初的信号已经消失。活跃转录区域的特点是特定的组蛋白修饰。组蛋白的作用是它染色质最重要的蛋白质成分。这些发现证实了一种组蛋白密码使用组蛋白翻译后修饰将染色质结构翻译成基因组，并以某种稳定性形式存在。
DNA（在真核细胞中）包裹在组蛋白周围，形成染色质。染色质的基本单位是核小体，由一个组蛋白八聚体形成，该八聚体由四种核心组蛋白（H2A、H4、H3、H2B）的两个分子组成。组蛋白八聚体还包含 147 个碱基对的 DNA，缠绕在它周围的左手螺旋上。单个核小体相互堆积，形成更高阶的染色质结构，以调节 DNA 的可及性。核小体核心是由组蛋白的球状结构域创建的。核小体核心不需要组蛋白分子的 N 末端尾巴，因为组蛋白 N 末端在晶体学研究中不会形成晶体；但是，它们对染色质功能极其重要。组蛋白修饰是基因活性的原因还是结果尚无定论。为了确定组蛋白修饰的作用，有关于它们靶向特定基因组位点、稳定性和相互依赖性的结果。组蛋白密码假说的产生是因为组蛋白修饰酶的发现以及组蛋白修饰的基因组范围测绘。
基因组范围测绘的目的是检测组蛋白修饰模式之间的相似性以及基因活性特定状态。例如，包括 H3K4me2,3 和 H3K36me2,3 在内的修饰位于活跃转录区域，并且彼此重叠。利用这些与基因活性重叠的区域，这些信息被用来确定非编码 RNA 分子的转录区域。在另一个例子中，像 H3K27me3 和 H4K20me3 这样的修饰经常被映射到转录受到抑制的区域。这表明组蛋白修饰可以作为失活的标志。
转录和 DNA 组装对于确定修饰模式的创建和复制时间至关重要。在分子水平上表征的第一个组蛋白修饰酶之一是 HAT（乙酰转移酶 Gen5）。HAT 被表征为酵母中的转录共激活因子，它将组蛋白乙酰化与基因激活联系起来。基因组范围测绘研究表明，乙酰化的组蛋白可以在大多数活跃转录区域找到。
组蛋白修饰在染色质组装过程中沉积，并且还观察到在特定基因激活或抑制期间发生的修饰。这极其重要，因为当新合成的组蛋白形成并移入染色质时，组蛋白修饰需要维持染色质结构。
组蛋白在细胞质中合成，然后转移到细胞核中。大多数组蛋白合成与 S 期进程相耦合，以满足增加的组蛋白需求。一个例外是组蛋白变体 H3.3，它是以复制无关的方式合成的。在合成后，组蛋白获得修饰模式并与组蛋白伴侣蛋白结合。组蛋白伴侣蛋白有助于将组蛋白沉积到 DNA 上，它们被归类为 H3/H4 结合因子，如 Asfl。
如上所述，新合成的组蛋白带有特定的组蛋白修饰模式，H4 的赖氨酸 5 和赖氨酸 12 变得乙酰化，一部分 H3 在赖氨酸 18 和赖氨酸 1 处乙酰化。在从胞质溶胶到细胞核的运输过程中，然后到复制叉处整合到新的染色质中，组蛋白会收到更多修饰，例如赖氨酸 9 的单甲基化。
表观遗传密码有利于启动功能性染色质状态的产生和遗传。为了实现这一点，需要满足以下要求
(i) 系统需要启动密码的生成
(ii) 系统需要将修饰转化为不同的染色质状态
(iii) 系统需要允许将特定的修饰模式从旧的组蛋白复制到新合成的组蛋白。
如果组蛋白甲基化的缓慢周转率希望细胞将其表观遗传信息传递给后代，那么需要一种机制在细胞分裂期间复制组蛋白修饰模式。周转率缓慢是因为对于组蛋白上的赖氨酸二甲基化和三甲基化，在新合成的组蛋白上重新建立甲基化很慢。这种缓慢的周转率使细胞有时间（如果需要）改变特定基因上的修饰模式或复制先前存在的模式。
最近的研究表明，组蛋白修饰可以促进基因表达的稳定，即使没有传入的信号。但是，一些修饰，如赖氨酸乙酰化，会整合传入的信号。
Barth，Teresa K. 和 Axel Imhof。 “快速信号和缓慢标记：组蛋白修饰的动力学。” 《生物化学科学趋势》35.11 (2010) 618-626。学术搜索完整版。网络。2012 年 12 月 5 日。