JoVE Core
Molecular Biology
Chapter 5: DNA and Chromosome Structure
5.20:
异染色质
可以通过使用特异性 DNA 结合染料对染色质进行染色质来研究染色质压缩的程度。在显微镜下,吸收更多染料的致密致密区域称为异染色质。异染色质进一步分为两种形式——组成型异染色质和兼性异染色质。
组成型异染色质:它是染色质的一个高度致密的区域,主要集中在着丝粒和端粒中。与常染色质不同,组蛋白 H3 尾部第 9 位的氨基酸是二甲基化或三甲基化的。这会将一种称为异染色质蛋白 1 (HP1) 的特殊非组蛋白吸引到甲基化位点。它代表染色质的抑制区域。人类男性的人类 1、9、16 和 Y 染色体含有很大一部分组成型异染色质。
兼性异染色质:该区域比常染色质更致密,但与组成型异染色质不同,组蛋白 H3 尾部第 27 位的赖氨酸是二甲基化或三甲基化的 (H3K27me3)。这些区域的特征是结合多梳抑制复合物:PRC1 和 PRC2。PRC2 结构域被认为首先结合并启动异染色质形成。PRC2 复合物包含组蛋白脱乙酰酶,可抑制转录并引起染色质抑制。此外,PRC2 复合物还包含产生二三甲基赖氨酸的几种组蛋白甲基转移酶的催化结构域。然后 PRC 1 与甲基化核小体结合,并将染色质浓缩成紧凑的结构,从而抑制转录。
回想一下,在真核生物中,根据其压缩水平,染色质以两种主要形式存在——常染色质和异染色质。
异染色质进一步分为组成型异染色质和兼性异染色质。
组成型异染色质是一个重复序列丰富、基因贫乏且高度紧凑的区域。在显微镜下,组成型异染色质呈深色染色,因为压缩使其能够吸收更多的 DNA 结合染料。
甲基化组蛋白尾部表征组成型异染色质。甲基化增加了组蛋白和 DNA 之间的亲和力,从而增加了染色质的压缩并抑制了对 DNA 的获取。
甲基化组蛋白还与一种称为异染色质蛋白 1 的非组蛋白结合,该蛋白促进染色质的压缩和组成型异染色质的扩散。
兼性异染色质是一个重复不良且基因沉默的区域。在显微镜下,由于其较高的压实度,它也显得深色染色。兼性异染色质和组成型异染色质之间的主要区别在于,兼性异染色质区域中包含的基因是灵活的。
例如,在一个细胞中,兼性异染色质中的基因可能被抑制,而在另一个细胞中,同一基因座中的基因可能被表达并且不会以兼性状态储存。
兼性异染色质区域通常与一种称为多梳抑制复合物 2 的非组蛋白结合,该蛋白可以二甲基化或三甲基化 H3 组蛋白并有助于转录抑制。
雌性哺乳动物中的 X 染色体失活是兼性异染色质的一个例子。哺乳动物女性有两条 X 染色体,而男性只有一条。
女性的一条 X 染色体由高度浓缩的异染色质组成,导致该染色体上存在的所有基因都受到抑制。这确保了男性和女性 X 染色体上的基因在同一水平上表达。在显微镜下,这条失活的 X 染色体表现为 Barr 体 – 细胞核外围一个致密的深色斑点。
Related Videos
DNA and Chromosome Structure
30.7K 浏览
22.0K 浏览
12.4K 浏览
22.9K 浏览
8.8K 浏览
16.3K 浏览
12.2K 浏览
9.2K 浏览
15.5K 浏览
10.3K 浏览
6.4K 浏览
13.4K 浏览
8.3K 浏览
7.9K 浏览
10.1K 浏览
4.4K 浏览
6.3K 浏览
7.0K 浏览
23.4K 浏览
13.8K 浏览