एटीपी-निर्भर क्रोमेटिन रीमॉडलिंग कॉम्प्लेक्स

एटीपी-निर्भर क्रोमेटिन रीमॉडलिंग कॉम्प्लेक्स आणविक मशीनें हैं जो न्यूक्लियोसोम को पुनः स्थापित करने, पुनर्गठन करने या हटाने के लिए एटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करती हैं। नियामक डीएनए से न्यूक्लियोसोम को हटाकर या उस पर रखकर, वे नियंत्रित करते हैं कि जीनोम के कौन से हिस्से सुलभ हैं, जिससे वे प्रतिलेखन, प्रतिकृति और डीएनए मरम्मत के केंद्रीय नियामक बन जाते हैं।

Definition

एटीपी-निर्भर क्रोमेटिन रीमॉडलिंग कॉम्प्लेक्स मल्टी-सबयूनिट एंजाइम होते हैं जिनमें एक SNF2-परिवार एटीपीएज़ होता है जो न्यूक्लियोसोम को स्लाइड करने, निकालने या अन्यथा पुनर्गठन करने के लिए एटीपी को हाइड्रोलाइज करता है, जिससे अंतर्निहित डीएनए की पहुंच बदल जाती है।

Scope

यह विषय एटीपी-निर्भर रीमॉडलर्स के परिवारों, उस साझा उत्प्रेरक तंत्र को शामिल करता है जिसके द्वारा वे न्यूक्लियोसोम पर डीएनए को स्थानांतरित करते हैं, और रीमॉडलिंग के कार्यात्मक परिणाम जैसे न्यूक्लियोसोम स्लाइडिंग, निष्कासन और हिस्टोन वेरिएंट का आदान-प्रदान। यह रीमॉडलिंग को क्रोमेटिन जीव विज्ञान के भीतर एक संरचनात्मक और नियामक विषय के रूप में मानता है और यह नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• रीमॉडलिंग कॉम्प्लेक्स डीएनए के साथ न्यूक्लियोसोम को स्थानांतरित करने के लिए एटीपी का उपयोग कैसे करते हैं?
• प्रमुख रीमॉडलर परिवारों और उनकी कार्यात्मक भूमिकाओं में क्या अंतर है?
• रीमॉडलिंग जीनोम फ़ंक्शन को नियंत्रित करने के लिए नियामक क्षेत्रों को कैसे खोलता या बंद करता है?

Key concepts

• SNF2-परिवार एटीपीएज़ मोटर
• SWI/SNF, ISWI, CHD, और INO80 परिवार
• न्यूक्लियोसोम स्लाइडिंग
• न्यूक्लियोसोम निष्कासन और रिक्ति
• हिस्टोन वेरिएंट एक्सचेंज
• डीएनए ट्रांसलोकेशन

Key theories

न्यूक्लियोसोम रीमॉडलिंग का डीएनए-ट्रांसलोकेशन मॉडल

रीमॉडलर्स डीएनए ट्रांसलोकेज़ के रूप में कार्य करते हैं: SNF2-परिवार एटीपीएज़ न्यूक्लियोसोम के भीतर बंधता है और हिस्टोन ऑक्टामर के चारों ओर डीएनए को पंप करता है, जिससे लूप या मोड़ उत्पन्न होते हैं जो न्यूक्लियोसोम को पुनः स्थापित करने के लिए फैलते हैं, एक तंत्र जिसे क्लैपियर और सहयोगियों द्वारा रीमॉडलर परिवारों में संश्लेषित किया गया है।

Mechanisms

सभी एटीपी-निर्भर रीमॉडलर्स एक संरक्षित SNF2-परिवार एटीपीएज़ साझा करते हैं जो एक डीएनए ट्रांसलोकेज़ के रूप में कार्य करता है। मोटर न्यूक्लियोसोमल डीएनए को संलग्न करती है, आमतौर पर द्वैध से एक निश्चित दूरी पर, और एटीपी बंधन और हाइड्रोलिसिस के चक्रों का उपयोग डीएनए को अंदर खींचने के लिए करती है, जिससे एक क्षणिक उभार या मोड़ बनता है जो ऑक्टामर के चारों ओर यात्रा करता है और न्यूक्लियोसोम की स्थिति को बदल देता है। विभिन्न परिवार इस सामान्य मोटर को अलग-अलग परिणामों से जोड़ते हैं: SWI/SNF-प्रकार के रीमॉडलर्स न्यूक्लियोसोम को स्लाइड करके या निकालकर डीएनए को उजागर करते हैं, ISWI- और CHD-प्रकार के रीमॉडलर्स नियमित न्यूक्लियोसोम सरणियों को स्थान देते और इकट्ठा करते हैं, और INO80-प्रकार के रीमॉडलर्स हिस्टोन वेरिएंट का आदान-प्रदान करते हैं और न्यूक्लियोसोम को पुनः स्थापित करते हैं। सहायक सबयूनिट कॉम्प्लेक्स को विशिष्ट लोकी पर लक्षित करते हैं और हिस्टोन संशोधनों का जवाब देते हैं, रीमॉडलिंग को प्रतिलेखन संकेतों और प्रतिकृति और मरम्मत की क्रोमेटिन मांगों के साथ एकीकृत करते हैं।

Clinical relevance

क्रोमेटिन रीमॉडलिंग कॉम्प्लेक्स के सबयूनिट, विशेष रूप से SWI/SNF परिवार के, कैंसर में बार-बार परिवर्तित होते हैं, और विकासात्मक विकारों में रीमॉडलर दोषों का अध्ययन किया जाता है, जो विनियमित न्यूक्लियोसोम पहुंच के महत्व को दर्शाता है। यह प्रविष्टि आणविक तंत्र और अनुसंधान संदर्भ का सारांश प्रस्तुत करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

एटीपी-निर्भर रीमॉडलिंग गतिविधि की पहचान 1990 के दशक में खमीर SWI/SNF कॉम्प्लेक्स पर आनुवंशिक और जैव रासायनिक कार्य के माध्यम से की गई थी, जिसे ऊर्जा-निर्भर तरीके से न्यूक्लियोसोम संरचना को बदलते हुए दिखाया गया था। ISWI, CHD, और INO80 परिवारों के बाद के लक्षण वर्णन ने एक साझा SNF2-परिवार मोटर और जैविक भूमिकाओं की विविधता का खुलासा किया, और क्लैपियर और केर्न्स द्वारा समीक्षाओं ने इन्हें एक एकीकृत यांत्रिक ढांचे में समेकित किया।

Key figures

• Bradley Cairns
• Cedric Clapier
• Craig Peterson
• Genevieve Almouzni

Seminal works

• clapier-2009
• clapier-2017

Frequently asked questions

एटीपी-निर्भर क्रोमेटिन रीमॉडलर क्या करता है?

यह न्यूक्लियोसोम को पुनः स्थापित करने, पुनर्गठन करने या हटाने के लिए एटीपी हाइड्रोलिसिस से ऊर्जा का उपयोग करता है, जिससे डीएनए के कौन से हिस्से उजागर होते हैं, यह बदल जाता है ताकि जीनोम की मशीनरी विशेष क्षेत्रों तक पहुंच सके या अवरुद्ध हो सके।

क्रोमेटिन रीमॉडलर हिस्टोन-संशोधित एंजाइमों से कैसे भिन्न होते हैं?

रीमॉडलर एटीपी का उपयोग करके न्यूक्लियोसोम को शारीरिक रूप से स्थानांतरित या पुनर्गठन करते हैं, जबकि हिस्टोन-संशोधित एंजाइम हिस्टोन पर रासायनिक निशान जोड़ते या हटाते हैं; दोनों सहयोग करते हैं लेकिन विभिन्न तंत्रों के माध्यम से कार्य करते हैं।