Ausbreitung von Chromatinmodifikationen

Reader-Enzyme arbeiten mit Schreib- oder Radierenzymen zusammen, um Chromatinmodifikationen zu erzeugen und die Chromatinänderungen über eine beträchtliche Strecke entlang eines Chromosoms zu verteilen.

Der Prozess, der ähnlich mit Writer- und Eraser-Enzymen funktioniert, wird hier am Beispiel der Reader- und Writer-Kombination beschrieben.

Der Prozess beginnt, wenn ein transkriptionelles regulatorisches Protein an eine bestimmte DNA-Sequenz bindet. Nach der Bindung rekrutiert das regulatorische Protein ein Schreiberenzym an diese spezifische Stelle auf einem Chromosom.

Das Schreibenzym beginnt dann, den Kernhistonen Markierungen hinzuzufügen.

Sobald Markierungen zu einem oder mehreren benachbarten Nukleosomen hinzugefügt wurden, bindet ein Multiproteinkomplex, der ein "Lese"-Enzym enthält, das diese Markierungen erkennt, fest an das neu modifizierte Nukleosom.

Die Bindung aktiviert das "Writer"-Enzym des Multiproteinkomplexes und positioniert es in der Nähe eines benachbarten Nukleosoms, wodurch es eine neue Markierung hinzufügen kann.

Im Zusammenspiel katalysieren die Lese- und Schreibenzyme des Komplexes eine Reihe von vielen "Lese- und Schreibzyklen". Diese Zyklen verteilen eine Chromatinmodifikation, wie z. B. die Chromatinkondensation, entlang eines Chromosoms.

Die Grenze zwischen benachbarten Chromatindomänen wie Euchromatin und Heterochromatin, die unterschiedliche Strukturen und Funktionen haben, wird durch spezifische DNA-Sequenzen markiert, die als "Barrieresequenzen" bezeichnet werden.

Diese Barrieresequenzen fungieren als Bindungsstellen für verschiedene Barriereproteine, die die Vermehrung von Heterochromatin in Euchromatin blockieren, indem sie unterschiedliche Barrierewirkungen vermitteln.

Zum Beispiel rekrutieren einige Barriereproteine histonmodifizierende Enzyme, die die Histonmarkierungen löschen, die für die Ausbreitung des Heterochromatins erforderlich sind.

Einige Barriereproteine binden fest an die Gruppe der Nukleosomen, decken sie ab und machen so das bedeckte Euchromatin resistent gegen die Ausbreitung von Heterochromatin.

Ein weiteres Barriereprotein bindet eine Region des Chromatins an große feste Stellen, wie z. B. Kernporen, und bildet eine Barriere, die die Ausbreitung von Heterochromatin stoppt.