هتروکروماتین و یوکروماتین
کروماتین در پیوستاری از یوکروماتین با بستهبندی سست و غنی از ژن، که در آن ژنها به راحتی رونویسی میشوند، تا هتروکروماتین متراکم، که عموماً از نظر رونویسی خاموش است، وجود دارد. این تقسیمبندی بین کروماتین قابل دسترس و غیرقابل دسترس، یک اصل سازماندهی اساسی ژنوم و یک مکانیسم کلیدی است که سلولها از طریق آن ژنها را روشن یا خاموش میکنند.
Definition
یوکروماتین شکل سست بستهبندی شده و عموماً از نظر رونویسی فعال کروماتین است، در حالی که هتروکروماتین شکل متراکم و عموماً سرکوب شده از نظر رونویسی است؛ این دو انتهای مخالف طیف دسترسی را نشان میدهند و با تغییرات مشخصه هیستون و پروتئینهای مرتبط از یکدیگر متمایز میشوند.
Scope
این موضوع به تمایز بین یوکروماتین و هتروکروماتین، اشکال ساختاری و اختیاری هتروکروماتین، تغییرات هیستونی و پروتئینهایی که هر حالت را ایجاد و حفظ میکنند، و نحوه سازماندهی هسته توسط این بخشها میپردازد. این یک مدخل مرجع در مورد حالات کروماتین است و راهنمایی بالینی نیست.
Core questions
- چه چیزی از نظر ساختاری و عملکردی یوکروماتین را از هتروکروماتین متمایز میکند؟
- حالات هتروکروماتیک چگونه ایجاد، گسترش و به ارث میرسند؟
- این بخشهای کروماتین چگونه فعالیت ژن را در هسته سازماندهی میکنند؟
Key concepts
- یوکروماتین (باز، فعال)
- هتروکروماتین (متراکم، سرکوب شده)
- هتروکروماتین ساختاری در مقابل اختیاری
- متیلاسیون H3K9 و HP1
- سرکوب پلیکامب و متیلاسیون H3K27
- دامنههای مرتبط با لامینا
Key theories
- مبنای کد هیستون حالات کروماتین
- ترکیبات متمایز تغییرات هیستون، یوکروماتین و هتروکروماتین را مشخص میکنند و پروتئینهای خواننده را جذب میکنند که هر حالت را اعمال میکنند؛ به عنوان مثال، متیلاسیون H3K9 یک محل اتصال برای HP1 ایجاد میکند، که هتروکروماتین را هستهگذاری و تکثیر میکند، همانطور که در چارچوب کد هیستون بیان شده است.
Mechanisms
یوکروماتین با تغییرات مرتبط با فعالیت، مانند استیلاسیون هیستون و متیلاسیون H3K4، مشخص میشود و نسبتاً برای ماشینآلات رونویسی قابل دسترس است. هتروکروماتین با تغییرات سرکوبکننده ایجاد میشود: هتروکروماتین ساختاری، که در سانترومرها و تلومرها یافت میشود، با متیلاسیون هیستون H3 در لیزین 9 مشخص میشود، که پروتئینهای HP1 را جذب میکند که کروماتین را متراکم کرده و میتواند حالت خاموش را در طول کروموزوم گسترش دهد. هتروکروماتین اختیاری، که ژنها را به روشی خاص برای نوع سلول خاموش میکند، با متیلاسیون H3 در لیزین 27 با واسطه پلیکامب مرتبط است؛ بازخورد خواننده-نویسنده، مانند آنچه شامل زیرواحد EED است، به نشانههای سرکوبکننده اجازه میدهد تا تکثیر یافته و به ارث برسند. در مقیاس هستهای، بسیاری از هتروکروماتین به لامینای هستهای در دامنههای مرتبط با لامینا متصل است و به جداسازی فضایی بخشهای فعال و خاموش کمک میکند.
Clinical relevance
تعادل بین یوکروماتین و هتروکروماتین زیربنای خاموش شدن پایدار ژن در تکوین و غیرفعال شدن کروموزوم X است و اختلال در آن در سرطان و اختلالات پایداری ژنوم مورد مطالعه قرار میگیرد. این مدخل حالات کروماتین و تنظیم آنها را برای مرجع توصیف میکند و راهنمایی تشخیصی یا درمانی ارائه نمیدهد.
History
تمایز سیتولوژیکی بین هتروکروماتین و یوکروماتین به میکروسکوپ اوایل قرن بیستم بازمیگردد، زمانی که امیل هایتز مناطق کروموزومی را توصیف کرد که در طول چرخه سلولی متراکم باقی میماندند. درک مولکولی به طور قابل توجهی در حدود سال 2001 پیشرفت کرد، زمانی که نشان داده شد متیلاسیون H3 لیزین 9 یک بستر اتصال برای HP1 ایجاد میکند، که یک تغییر هیستونی خاص را به تشکیل هتروکروماتین مرتبط میکند، و فرضیه کد هیستون چارچوبی را برای چگونگی تعیین حالات کروماتین توسط الگوهای تغییر ارائه داد. نقشهبرداری در سراسر ژنوم بعداً دامنههای کروماتین و اتصال آنها به لامینای هستهای را تعریف کرد.
Key figures
- Thomas Jenuwein
- C. David Allis
- Shiv Grewal
- Bas van Steensel
Related topics
Seminal works
- lachner-2001
- jenuwein-2001
- grewal-2007
Frequently asked questions
- تفاوت بین یوکروماتین و هتروکروماتین چیست؟
- یوکروماتین به صورت سست بستهبندی شده و عموماً امکان رونویسی ژن را فراهم میکند، در حالی که هتروکروماتین به صورت متراکم فشرده شده و عموماً ژنها را خاموش نگه میدارد؛ آنها انتهای قابل دسترس و غیرقابل دسترس طیف کروماتین را نشان میدهند.
- تفاوت بین هتروکروماتین ساختاری و اختیاری چیست؟
- هتروکروماتین ساختاری به طور دائمی در مناطق ثابت مانند سانترومرها و تلومرها در همه سلولها متراکم است، در حالی که هتروکروماتین اختیاری ژنهای خاصی را به روشی خاص برای نوع سلول یا مرحله تکوینی خاموش میکند و اصولاً میتواند برگشتپذیر باشد.