ازدواجية الكروموسوم

تتطلب عملية تضاعف الكروموسوم أثناء انقسام الخلايا تعطيلًا على مستوى الجينوم وإعادة تجميع الكروماتين. يجب أن يتم وراثة بنية الكروماتين وإعادة تجميعها والحفاظ عليها بدقة في الخلايا الابنة لضمان انتشار النسب.

الوحدة الأساسية للكروماتين هي الجسيم النووي، الذي يتكون من الحمض النووي الملتف حول بروتينات الهيستون الثماني وامتدادات قصيرة من الحمض النووي الرابط الذي يفصل النيوكليوسومات الفردية. بروتينات الهيستون الموجودة داخل النيوكليوزوم لها نهايات طرفية N بارزة خارج القلب، مما يوفر مواقع للتعديلات التساهمية المختلفة التي تنظم بنية الكروماتين ووظيفته.

أثناء التضاعف، عندما يتفكك الحمض النووي، تتعطل النيوكليوزومات الوالدية، ويتم إطلاق بروتينات الهيستون. مع تقدم التضاعف وتشكل الخيوط الوليدة، يتم تجميع الهستونات الوالدية وبروتينات الهيستون الإضافية التي تم تصنيعها خلال المرحلة S، مما يسمح بتكوين الجسيمات النووية.

يتم أيضًا إعادة إنتاج التعديلات اللاحقة للترجمة للهستونات والمجالات اللاجينية الأخرى في الحمض النووي بأمانة في الجينوم الابن.

يؤثر هيكل الكروماتين على التعبير الجيني

داخل الخلية، يظل الجزء الأكبر من الجينوم غير قابل للوصول إلى عوامل النسخ، حيث توجد تسلسلات الحمض النووي التنظيمية والمشفرة في الغالب مخفية داخل النيوكليوزومات. لكي يتم التعبير عن الجين، من الضروري إنشاء مواقع يمكن الوصول إليها لالربط عوامل النسخ وأيضًا تعديل الهستونات لإعادة تنظيم بنية الكروماتين وإنشاء بيئة تسمح بالنسخ.

وتشارك مجمعات عوامل تنظيمية محددة في فتح مناطق موضعية من الكروماتين عن طريق إزاحة أو تعطيل النيوكليوزومات. تعمل تعديلات ما بعد الترجمة لذيل هيستون على الحفاظ على حالة النسخ النشطة أو غير النشطة. يمكن للتعديلات المحددة في ذيل الهستون أن تخفف من مستوى ضغط الحمض النووي، مما يسهل زعزعة استقرار وإزاحة النيوكليوزومات، مما يوفر إمكانية الوصول لآلات النسخ للتأثير على التعبير الجيني.