染色质是包装在细胞核内的 DNA 和蛋白质的巨大复合物。染色质折叠的复杂性及其在细胞核内的包装方式极大地影响了对遗传信息的获取。通常,细胞核的外围被认为是转录抑制的,而细胞的内部被认为是转录活跃的区域。
拓扑关联结构域 (TAD)
染色质在细胞核中的 3 维定位会影响真核生物中基因表达的时间和水平。例如,基因启动子在物理上与其调节 DNA 元件(如增强子)分开组织。这些启动子-增强子元件需要聚集在一起才能进行基因表达。每个染色单体都包含几个这样的相互作用单元,称为拓扑相关结构域 (TAD)。在某些情况下,来自两个染色单体的 TAD 也可能相互相互作用。
染色体区域 (CT)
几个 TAD 积累形成染色体区域 (CT)。这些空间布局和分布使细胞核成为具有不同生化活性的异质体。基因在 CT 内的位置和 CT 本身的定位都会影响基因表达。在人类中,主动转录的基因倾向于定位于 CT 的外围,非编码基因倾向于定位于 CT 内部。例如,在人类女性羊水细胞核中,ANT2 基因位于失活的 X 染色体上。当 ANT2 基因定位于 CT 外围时,它会导致其活性转录。