5.11: Zmienność pozycji i efektu

W 1928 roku niemiecki botanik Emil Heitz zaobserwował jądra mchu za pomocą barwnika wiążącego DNA. Zaobserwował, że podczas gdy niektóre regiony chromatyny ulegają dekondensacji i rozprzestrzenianiu się w jądrze interfazowym, inne nie. Nazwał je odpowiednio euchromatyną i heterochromatyną. Zasugerował, że regiony heterochromatyny odzwierciedlają funkcjonalnie nieaktywny stan genomu. Później potwierdzono, że heterochromatyna jest tłumiona transkrypcyjnie, a euchromatyna jest chromatyną aktywną transkrypcyjnie.

Różnica między euchromatyną a heterochromatyną

Euchromatyna to lekko barwiony, bogaty w geny i luźno związany region chromatyny. Zwykle jest rozproszony w jądrze. Histony euchromatyny są w znacznym stopniu acetylowane, co pozwala na luźne zagęszczenie chromatyny.

W przeciwieństwie do tego, heterochromatyna jest ciemno zabarwioną, bogatą w powtórzenia, ubogą w geny i zwartą chromatyną. Jest on najczęściej widoczny na peryferiach jądrowych, często w postaci skupisk. Histony heterochromatyny są metylowane, co umożliwia zwartą strukturę chromatyny.

Zmienność pozycji i efektu

Rearanżacje chromosomowe mogą pozycjonować geny euchromatyny obok heterochromatyny. Takie rearanżacje genów mogą powodować wyciszenie genów ze względu na umieszczenie ich w pobliżu heterochromatyny, a nie zmianę w samym genie. Zjawisko to nazywa się “zmiennością pozycyjno-efektową (PEV)”. W związku z tym zestawiony gen staje się cichy w niektórych komórkach, w których jest normalnie aktywny, co skutkuje różnorodnym fenotypem. Zjawisko PEV jest dobrze zbadane u Drosophila.

Tworzenie heterochromatyny zależy od metylacji histonu H3, po której następuje asocjacja z białkami niehistonowymi, takimi jak białko heterochromatyny 1 lub HP1. Zwykle heterochromatyna i euchromatyna są oddzielone regionem buforowym z wieloma regionami bogatymi w powtórzenia. PEV wskazuje, że heterochromatyna, po utworzeniu, może rozprzestrzeniać się poza obszar buforowy do sąsiedniej chromatyny. U ludzi kompleks HUSH metyluje histony i przyczynia się do rozprzestrzeniania się heterochromatyny, a tym samym do zmiany efektu pozycji.