クロマチン構造の継承

すべての体細胞は同じ遺伝情報を含んでいますが、肝臓の細胞は分裂して肝臓細胞のみを形成し、皮膚細胞は新しい皮膚細胞に分裂します。

各組織タイプには、特定のクロマチンパッケージングとヒストン修飾があり、その結果、異なる遺伝子発現パターンが得られます。

セントロメア領域、ヘテロクロマチン領域、ユークロマチン領域など、クロマチンのこれらの構造的特徴はエピジェネティックに遺伝し、その特性は遺伝物質に加えて母細胞から娘細胞に受け継がれます。

これは、肝臓や皮膚、またはその他の特殊な細胞の組織特異的な表現型が、遺伝物質を変更することなく、細胞分裂の各ラウンドで受け継がれることを意味します。

新たに合成されたDNA上のde novoセントロメア形成は、ヒストンH3変異体CENP-AがATリッチサテライトDNAに結合してセントロメア特異的ヌクレオソームを形成することから始まります。一旦開始されると、この構造は、協力的な方法で、より多くのCENP-Aヒストンを選択的にその近傍にリクルートします。

DNA複製中、複製フォークの前方にあるヒストン八量体は、2つのH2A-H2B二量体とH3-H4四量体に分解されます。

2つのH2A-H2B二量体は八量体から完全に除去されますが、H3-H4四量体はDNAに緩く結合し、娘鎖にランダムに分布します。

次に、新たに合成されたH3-H4四量体を両方の鎖に加えて、スペースを埋めます。これに続いて、2つのH2A-H2B二量体(半分は元の分子で、残りの半分は新しい分子)を添加して、八量体を完成させます。

酵母では、DNA複製後、新たに合成された鎖のヒストンH3のアセチル化がユークロマチンをマークし、H3ヒストンの脱アセチル化がコンパクトクロマチンドメイン、またはヘテロクロマチンの位置を確立します。

ヒストンH3メチル化は、クロマチンの縮合をもたらします。DNA複製後、メチル化されたヒストンは娘鎖にランダムに分布し、その後、ヒストンメチルトランスフェラーゼという酵素と会合して、新たに合成されたオクタマー上のヒストンH3をメチル化します。

X染色体の不活性化は、クロマチン構造の遺伝の別の例です。雌の哺乳類は2つのX染色体を受け取り、雄は1つだけを受け取ります。女性では、X染色体の1つが不活性化され、これは投与量補償と呼ばれる現象です。

ここでは、長いノンコーディングRNA(XIST)が、胚期の1つのX染色体の全長に結合することにより、X不活性化を開始します。その後、染色体は、すべての体細胞を通じて、連続的な細胞分裂においてこの不活性モードに維持されます。