Chất dị nhiễm sắc và chất nhiễm sắc thực

Chất dị nhiễm sắc (heterochromatin) và chất nhiễm sắc thực (euchromatin) là hai trạng thái chính mà chất nhiễm sắc (chromatin) được tổ chức dọc theo nhiễm sắc thể. Chất nhiễm sắc thực là trạng thái mở hơn, giàu gen, hoạt động phiên mã, trong khi chất dị nhiễm sắc là trạng thái cô đặc, đóng gói chặt chẽ liên quan đến sự im lặng của gen và các vùng cấu trúc như tâm động. Sự cân bằng giữa chúng định hình các phần nào của bộ gen có thể tiếp cận được.

Definition

Chất nhiễm sắc thực là dạng chất nhiễm sắc đóng gói lỏng lẻo, nói chung giàu gen và cho phép phiên mã, trong khi chất dị nhiễm sắc là dạng cô đặc chặt chẽ, nói chung bị ức chế phiên mã, được chia thành chất dị nhiễm sắc cấu tạo tại các vùng cấu trúc cố định và chất dị nhiễm sắc tùy nghi có thể bị làm im lặng theo cách phụ thuộc vào ngữ cảnh.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự phân biệt giữa chất nhiễm sắc thực và chất dị nhiễm sắc, chất dị nhiễm sắc cấu tạo (constitutive heterochromatin) đánh dấu các vùng cấu trúc như tâm động và telomere, chất dị nhiễm sắc tùy nghi (facultative heterochromatin) có thể làm im lặng các vùng một cách có điều hòa, và cách các trạng thái này được thiết lập và duy trì. Đây là kiến thức nền tảng giáo dục tham khảo về tổ chức chất nhiễm sắc hơn là hướng dẫn về bất kỳ rối loạn nào.

Core questions

• Điều gì phân biệt chất dị nhiễm sắc với chất nhiễm sắc thực?
• Chất dị nhiễm sắc cấu tạo và chất dị nhiễm sắc tùy nghi khác nhau như thế nào?
• Trạng thái dị nhiễm sắc được thiết lập và duy trì như thế nào?
• Trạng thái chất nhiễm sắc liên quan đến tổ chức tâm động và nhiễm sắc thể như thế nào?

Key concepts

• Chất nhiễm sắc thực (chất nhiễm sắc mở, hoạt động)
• Chất dị nhiễm sắc (chất nhiễm sắc cô đặc, bị ức chế)
• Chất dị nhiễm sắc cấu tạo
• Chất dị nhiễm sắc tùy nghi
• Các biến đổi histone và dấu hiệu chất nhiễm sắc
• Sự biến đổi hiệu ứng vị trí
• Chất dị nhiễm sắc tâm động

Mechanisms

Chất nhiễm sắc được tổ chức thành các trạng thái tương phản bởi các kiểu biến đổi histone và các protein liên quan. Chất nhiễm sắc thực mang các dấu hiệu liên quan đến khả năng tiếp cận và phiên mã hoạt động, trong khi chất dị nhiễm sắc được cô đặc thông qua các dấu hiệu histone ức chế và các protein đọc giúp lan truyền và ổn định trạng thái im lặng (Grewal & Jia, 2007). Chất dị nhiễm sắc cấu tạo chiếm các vùng cấu trúc như tâm động, nơi nó góp phần vào tổ chức kinetochore và sự phân ly nhiễm sắc thể (Cleveland et al., 2003), trong khi chất dị nhiễm sắc tùy nghi có thể làm im lặng các vùng cụ thể một cách có điều hòa, đôi khi có thể di truyền. Sự hình thành chất dị nhiễm sắc tuân theo các nguyên tắc lặp lại về khởi tạo, lan truyền và duy trì hoạt động trên khắp các sinh vật (Allshire & Madhani, 2017).

Clinical relevance

Sự tổ chức của bộ gen thành các trạng thái chất nhiễm sắc hoạt động và im lặng là một khái niệm tham chiếu để hiểu về điều hòa gen và sự ổn định nhiễm sắc thể, bao gồm chất dị nhiễm sắc là nền tảng cho chức năng tâm động. Mục này là kiến thức nền tảng giáo dục về tổ chức chất nhiễm sắc bình thường và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Sự phân biệt tế bào học giữa chất dị nhiễm sắc và chất nhiễm sắc thực có trước sinh học phân tử, ban đầu dựa trên mức độ các vùng nhiễm sắc thể bắt màu và cô đặc. Công trình phân tử sau đó đã định nghĩa các trạng thái chất nhiễm sắc thông qua các biến đổi histone và các phức hợp làm im lặng (Grewal & Jia, 2007), và tổng hợp các nguyên tắc lặp lại về cách chất dị nhiễm sắc được hình thành và duy trì trên các loài (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

Sự khác biệt chính giữa chất nhiễm sắc thực và chất dị nhiễm sắc là gì?

Chất nhiễm sắc thực được đóng gói lỏng lẻo và nói chung có thể tiếp cận được với bộ máy phiên mã, vì vậy nó có xu hướng chứa các gen hoạt động; chất dị nhiễm sắc được cô đặc chặt chẽ và nói chung im lặng về mặt phiên mã.

Sự khác biệt giữa chất dị nhiễm sắc cấu tạo và chất dị nhiễm sắc tùy nghi là gì?

Chất dị nhiễm sắc cấu tạo luôn cô đặc tại các vùng cấu trúc cố định như tâm động, trong khi chất dị nhiễm sắc tùy nghi hình thành theo cách có điều hòa, phụ thuộc vào ngữ cảnh để làm im lặng các vùng cụ thể.