5.17: Dziedziczenie struktur chromatyny

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Inheritance of Chromatin Structures

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Previous Video

5.16: Histone Variants at the Centromere

Next Video

5.18: Euchromatin

6,003 Views

•

03:17 min

•

November 23, 2020

Epigenetyka to nauka zajmująca się badaniem dziedzicznych zmian w fenotypie komórki bez zmiany sekwencji DNA. Zapewnia formę pamięci dla zróżnicowanego wzorca ekspresji genów w celu utrzymania linii komórkowej, zmienności pozycji-efektu, kompensacji dawki i utrzymania struktur chromatyny, takich jak telomery i centromery. Na przykład struktura i położenie centromeru na chromosomach są dziedziczone epigenetycznie. Jego funkcjonalność nie jest podyktowana ani zapewniona przez leżącą u podstaw sekwencję DNA, ale przez organizację chromatyny i warianty histonów. Po ustaleniu organizacja i funkcje centromerów pozostają stabilnie dziedziczone przez kilka podziałów komórkowych.

Histony mają kluczowe znaczenie dla dziedziczenia epigenetycznego

W nukleosomie zarówno DNA, jak i histony są modyfikowane chemicznie. DNA jest metylowane w resztach cytozyny, a histony są metylowane, acetylowane lub fosforylowane. Każda z tych modyfikacji stanowi sygnał zwany kodem histonowym. Ostatnie postępy podkreślają, że metylacja jest prawdziwym znacznikiem epigenetycznym, a złożoność chromatyny jest głównym nośnikiem znaczników epigenetycznych. Obecność wariantów histonów w określonych miejscach i czasie zwiększa złożoność organizacji chromatyny. Na przykład wariant histonu H3 CENP-A jest wprowadzany do nukleosomu w sposób niezależny od syntezy DNA, w wyniku czego powstaje niezwykle stabilny nukleosom.

Dziedziczenie histonów

Metylacja DNA, osadzanie histonów na niciach DNA i potranslacyjne modyfikacje histonów lub kodu histonowego są związane z maszynerią replikacyjną. PCNA, czynnik procesywności DNA, jest niezbędnym białkiem, które łączy replikację DNA z dziedziczeniem znaczników epigenetycznych. W widełkach replikacyjnych nukleosomy są przemieszczane tak, że dimery H2A-H2B są całkowicie usuwane z widełek replikacyjnych. Rodzicielskie tetramery H3-H4 są następnie rozprowadzane do nici potomnych, a następnie umieszczane są nowo zsyntetyzowane podjednostki histonów na histonach rodzicielskich, aby uzupełnić nukleosomy.