هتروکروماتین و یوکروماتین

هتروکروماتین و یوکروماتین دو حالت اصلی سازماندهی کروماتین در طول یک کروموزوم هستند. یوکروماتین حالت بازتر، غنی از ژن و فعال رونویسی است، در حالی که هتروکروماتین حالت فشرده و متراکم است که با خاموش شدن ژن و مناطق ساختاری مانند سانترومرها مرتبط است. تعادل بین این دو، بخش‌های قابل دسترس ژنوم را شکل می‌دهد.

Definition

یوکروماتین شکل کروماتین با بسته‌بندی سست، عموماً غنی از ژن و دارای قابلیت رونویسی است، در حالی که هتروکروماتین شکل متراکم، عموماً سرکوب‌شده از نظر رونویسی است که به هتروکروماتین ساختاری در مناطق ساختاری ثابت و هتروکروماتین اختیاری که می‌تواند به روشی وابسته به زمینه خاموش شود، تقسیم می‌شود.

Scope

این موضوع به تمایز بین یوکروماتین و هتروکروماتین، هتروکروماتین ساختاری (constitutive heterochromatin) که مناطق ساختاری مانند سانترومرها و تلومرها را مشخص می‌کند، هتروکروماتین اختیاری (facultative heterochromatin) که می‌تواند مناطق را به روشی تنظیم‌شده خاموش کند، و چگونگی ایجاد و حفظ این حالت‌ها می‌پردازد. این یک پیش‌زمینه آموزشی-مرجع در مورد سازماندهی کروماتین است و نه راهنمایی در مورد هر اختلالی.

Core questions

• چه چیزی هتروکروماتین را از یوکروماتین متمایز می‌کند؟
• هتروکروماتین ساختاری و اختیاری چه تفاوتی با هم دارند؟
• حالت هتروکروماتیک چگونه ایجاد و حفظ می‌شود؟
• حالت کروماتین چه ارتباطی با سازماندهی سانترومر و کروموزوم دارد؟

Key concepts

• یوکروماتین (کروماتین باز، فعال)
• هتروکروماتین (کروماتین فشرده، سرکوب‌شده)
• هتروکروماتین ساختاری
• هتروکروماتین اختیاری
• اصلاحات هیستونی و نشانه‌های کروماتین
• تنوع اثر موقعیت
• هتروکروماتین سانترومری

Mechanisms

کروماتین توسط الگوهای اصلاح هیستون و پروتئین‌های مرتبط به حالت‌های متضاد سازماندهی می‌شود. یوکروماتین نشانه‌های مرتبط با دسترسی و رونویسی فعال را حمل می‌کند، در حالی که هتروکروماتین از طریق نشانه‌های هیستونی سرکوب‌کننده و پروتئین‌های خواننده که حالت خاموش را گسترش و تثبیت می‌کنند، متراکم می‌شود (Grewal & Jia, 2007). هتروکروماتین ساختاری مناطق ساختاری مانند سانترومرها را اشغال می‌کند، جایی که به سازماندهی کینتوکور و جداسازی کروموزوم کمک می‌کند (Cleveland et al., 2003)، در حالی که هتروکروماتین اختیاری می‌تواند مناطق خاصی را به روشی تنظیم‌شده و گاهی ارثی خاموش کند. تشکیل هتروکروماتین از اصول تکراری هسته‌زایی، گسترش و نگهداری پیروی می‌کند که در سراسر موجودات زنده عمل می‌کنند (Allshire & Madhani, 2017).

Clinical relevance

سازماندهی ژنوم به حالت‌های کروماتین فعال و خاموش، یک مفهوم مرجع برای درک تنظیم ژن و پایداری کروموزوم، از جمله هتروکروماتین که زیربنای عملکرد سانترومر است، می‌باشد. این مدخل یک پیش‌زمینه آموزشی در مورد سازماندهی طبیعی کروماتین است و مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های تشخیصی یا درمانی فردی نیست.

History

تمایز سیتولوژیکی بین هتروکروماتین و یوکروماتین پیش از زیست‌شناسی مولکولی وجود داشته است و در ابتدا بر اساس میزان رنگ‌پذیری و تراکم مناطق کروموزومی بود. کارهای مولکولی بعدها حالت‌های کروماتین را از طریق اصلاحات هیستونی و کمپلکس‌های خاموش‌کننده تعریف کردند (Grewal & Jia, 2007) و اصول تکراری چگونگی تشکیل و نگهداری هتروکروماتین در گونه‌های مختلف را سنتز کردند (Allshire & Madhani, 2017).

Key figures

• Shiv I. S. Grewal
• Robin C. Allshire
• Hiten D. Madhani

Seminal works

• grewal-jia-2007
• allshire-madhani-2017

Frequently asked questions

تفاوت اصلی بین یوکروماتین و هتروکروماتین چیست؟

یوکروماتین به صورت سست بسته‌بندی شده و عموماً برای ماشین‌آلات رونویسی قابل دسترس است، بنابراین تمایل به حاوی ژن‌های فعال دارد؛ هتروکروماتین به صورت متراکم فشرده شده و عموماً از نظر رونویسی خاموش است.

تفاوت بین هتروکروماتین ساختاری و اختیاری چیست؟

هتروکروماتین ساختاری به طور مداوم در مناطق ساختاری ثابت مانند سانترومرها متراکم است، در حالی که هتروکروماتین اختیاری به روشی تنظیم‌شده و وابسته به زمینه برای خاموش کردن مناطق خاص تشکیل می‌شود.