यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन

क्रोमैटिन ढीले ढंग से पैक किए गए, जीन-समृद्ध यूक्रोमैटिन से लेकर, जहाँ जीन आसानी से प्रतिलेखित हो सकते हैं, घनीभूत हेटरोक्रोमैटिन तक एक निरंतरता में मौजूद होता है, जो सामान्यतः प्रतिलेखनात्मक रूप से निष्क्रिय होता है। सुलभ और दुर्गम क्रोमैटिन के बीच यह विभाजन जीनोम का एक मूल संगठनात्मक सिद्धांत है और एक प्रमुख तंत्र है जिसके द्वारा कोशिकाएँ जीनों को चालू या बंद करती हैं।

Definition

यूक्रोमैटिन क्रोमैटिन का ढीले ढंग से पैक किया गया, सामान्यतः प्रतिलेखनात्मक रूप से सक्रिय रूप है, जबकि हेटरोक्रोमैटिन घनीभूत, सामान्यतः प्रतिलेखनात्मक रूप से दमित रूप है; ये दोनों अभिगम्यता स्पेक्ट्रम के विपरीत छोरों का प्रतिनिधित्व करते हैं और विशिष्ट हिस्टोन संशोधनों और संबंधित प्रोटीन द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं।

Scope

यह विषय यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन के बीच के अंतर, हेटरोक्रोमैटिन के संवैधानिक और वैकल्पिक रूपों, हिस्टोन संशोधनों और प्रोटीन को शामिल करता है जो प्रत्येक स्थिति को स्थापित और बनाए रखते हैं, और ये डिब्बे नाभिक को कैसे व्यवस्थित करते हैं। यह क्रोमैटिन स्थितियों पर एक संदर्भ प्रविष्टि है और नैदानिक मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• संरचनात्मक और कार्यात्मक रूप से यूक्रोमैटिन को हेटरोक्रोमैटिन से क्या अलग करता है?
• हेटरोक्रोमैटिक अवस्थाएँ कैसे स्थापित, प्रसारित और विरासत में मिलती हैं?
• ये क्रोमैटिन डिब्बे नाभिक के भीतर जीन गतिविधि को कैसे व्यवस्थित करते हैं?

Key concepts

• यूक्रोमैटिन (खुला, सक्रिय)
• हेटरोक्रोमैटिन (सघन, दमित)
• संवैधानिक बनाम वैकल्पिक हेटरोक्रोमैटिन
• H3K9 मेथिलिकरण और HP1
• पॉलीकॉम्ब दमन और H3K27 मेथिलिकरण
• लैमिना-संबंधित डोमेन

Key theories

क्रोमैटिन अवस्थाओं का हिस्टोन-कोड आधार

हिस्टोन संशोधनों के विशिष्ट संयोजन यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन को चिह्नित करते हैं और रीडर प्रोटीन को भर्ती करते हैं जो प्रत्येक स्थिति को लागू करते हैं; उदाहरण के लिए, H3K9 मेथिलिकरण HP1 के लिए एक बाध्यकारी साइट बनाता है, हेटरोक्रोमैटिन को न्यूक्लिएट और प्रचारित करता है, जैसा कि हिस्टोन-कोड फ्रेमवर्क में व्यक्त किया गया है।

Mechanisms

यूक्रोमैटिन को गतिविधि से जुड़े संशोधनों द्वारा चिह्नित किया जाता है, जैसे हिस्टोन एसिटिलीकरण और H3K4 मेथिलिकरण, और प्रतिलेखन मशीनरी के लिए अपेक्षाकृत सुलभ होता है। हेटरोक्रोमैटिन को दमनकारी संशोधनों द्वारा स्थापित किया जाता है: संवैधानिक हेटरोक्रोमैटिन, जो सेंट्रोमेयर और टेलोमेयर पर पाया जाता है, हिस्टोन H3 के लाइसिन 9 पर मेथिलिकरण द्वारा विशेषता है, जो HP1 प्रोटीन को भर्ती करता है जो क्रोमैटिन को संघनित करता है और गुणसूत्र के साथ निष्क्रिय स्थिति को फैला सकता है। वैकल्पिक हेटरोक्रोमैटिन, जो जीन को कोशिका-प्रकार-विशिष्ट तरीके से निष्क्रिय करता है, लाइसिन 27 पर H3 के पॉलीकॉम्ब-मध्यस्थ मेथिलिकरण से जुड़ा है; रीडर-राइटर फीडबैक, जैसे कि EED सबयूनिट से जुड़ा, दमनकारी चिह्नों को प्रसारित करने और विरासत में मिलने की अनुमति देता है। परमाणु पैमाने पर, अधिकांश हेटरोक्रोमैटिन नाभिकीय लैमिना से लैमिना-संबंधित डोमेन में जुड़ा होता है, जो सक्रिय और निष्क्रिय डिब्बों के स्थानिक अलगाव में योगदान देता है।

Clinical relevance

यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन के बीच का संतुलन विकास और एक्स-क्रोमोसोम निष्क्रियता में स्थिर जीन साइलेंसिंग को रेखांकित करता है, और इसके व्यवधान का अध्ययन कैंसर और जीनोम स्थिरता के विकारों में किया जाता है। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए क्रोमैटिन स्थितियों और उनके विनियमन का वर्णन करती है और नैदानिक या उपचार मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।

History

हेटरोक्रोमैटिन और यूक्रोक्रोमैटिन के बीच का साइटोलॉजिकल अंतर बीसवीं सदी की शुरुआत के माइक्रोस्कोपी से मिलता है, जब एमिल हीट्ज़ ने गुणसूत्र क्षेत्रों का वर्णन किया था जो कोशिका चक्र के दौरान संघनित रहते थे। आणविक समझ 2001 के आसपास उल्लेखनीय रूप से आगे बढ़ी, जब H3 लाइसिन 9 के मेथिलिकरण को HP1 के लिए एक बाध्यकारी मंच बनाने के लिए दिखाया गया, एक विशिष्ट हिस्टोन संशोधन को हेटरोक्रोमैटिन गठन से जोड़ा गया, और हिस्टोन-कोड परिकल्पना ने एक ढांचा पेश किया कि कैसे संशोधन पैटर्न क्रोमैटिन स्थितियों को निर्दिष्ट करते हैं। जीनोम-व्यापी मानचित्रण ने बाद में क्रोमैटिन डोमेन और नाभिकीय लैमिना से उनके जुड़ाव को परिभाषित किया।

Key figures

• Thomas Jenuwein
• C. David Allis
• Shiv Grewal
• Bas van Steensel

Seminal works

• lachner-2001
• jenuwein-2001
• grewal-2007

Frequently asked questions

यूक्रोमैटिन और हेटरोक्रोमैटिन में क्या अंतर है?

यूक्रोमैटिन ढीले ढंग से पैक किया जाता है और सामान्यतः जीन प्रतिलेखन की अनुमति देता है, जबकि हेटरोक्रोमैटिन घनीभूत होता है और सामान्यतः जीनों को निष्क्रिय रखता है; वे क्रोमैटिन स्पेक्ट्रम के सुलभ और दुर्गम छोरों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

संवैधानिक और वैकल्पिक हेटरोक्रोमैटिन में क्या अंतर है?

संवैधानिक हेटरोक्रोमैटिन सभी कोशिकाओं में सेंट्रोमेयर और टेलोमेयर जैसे निश्चित क्षेत्रों में स्थायी रूप से संघनित होता है, जबकि वैकल्पिक हेटरोक्रोमैटिन एक कोशिका-प्रकार- या विकासात्मक-चरण-विशिष्ट तरीके से विशेष जीनों को निष्क्रिय करता है और सिद्धांत रूप में, उलट सकता है।