Powielanie struktur chromatyny

Chociaż wszystkie komórki somatyczne zawierają tę samą informację genetyczną, komórki wątroby dzielą się, tworząc tylko komórki wątroby, a komórki skóry dzielą się na nowe komórki skóry.

Każdy typ tkanki ma specyficzne opakowanie chromatyny i modyfikacje histonów, które skutkują odrębnymi wzorcami ekspresji genów.

Te cechy strukturalne chromatyny - takie jak centromer, heterochromatyna i regiony euchromatyny - są dziedziczone epigenetycznie, co oznacza, że ich cechy są przekazywane z matki na komórkę potomną oprócz materiału genetycznego.

Oznacza to, że specyficzne tkankowo fenotypy wątroby, skóry lub innych wyspecjalizowanych komórek są przekazywane podczas każdej rundy podziału komórki bez konieczności wprowadzania zmian w materiale genetycznym.

Tworzenie centromerów de novo na nowo zsyntetyzowanym DNA rozpoczyna się od wiązania wariantu histonu H3 CENP-A z satelitarnym DNA bogatym w AT w celu utworzenia nukleosomów specyficznych dla centromerów. Po zainicjowaniu struktura selektywnie rekrutuje więcej histonów CENP-A w swoim sąsiedztwie, w sposób kooperacyjny.

Podczas replikacji DNA oktamer histonowy znajdujący się przed widełkami replikacyjnymi jest rozkładany na dwa dimery H2A-H2B i tetramer H3-H4.

Dwa dimery H2A-H2B są całkowicie usunięte z oktamera, podczas gdy tetramery H3-H4 są luźno przyłączone do DNA i rozmieszczone losowo do nici potomnych.

Nowo zsyntetyzowane tetramery H3-H4 są następnie dodawane do obu pasm, aby wypełnić przestrzenie. Następnie dodaje się dwa dimery H2A-H2B - połowa, z których połowa to oryginalne cząsteczki, a druga połowa to nowe - aby uzupełnić oktamer.

U drożdży, po replikacji DNA, acetylacja histonu H3 w nowo zsyntetyzowanej nici oznacza euchromatynę, podczas gdy deacetylacja histonu H3 ustala lokalizację zwartych domen chromatyny lub heterochromatyny.

Metylacja histonu H3 powoduje kondensację chromatyny. Po replikacji DNA zmetylowane histony są losowo rozmieszczone na niciach potomnych, które następnie łączą się z enzymem metylotransferazą histonową, aby zmetylować histon H3 na nowo zsyntetyzowanych oktamerach.

Inaktywacja chromosomu X jest kolejnym przykładem dziedziczenia struktury chromatyny. Samice ssaków otrzymują dwa chromosomy X, a samce tylko jeden. U kobiet jeden z chromosomów X jest inaktywowany w zjawisku zwanym kompensacją dawkowania.

W tym przypadku długi, niekodujący RNA, XIST, inicjuje inaktywację chromosomu X poprzez wiązanie się z całą długością jednego chromosomu X w stadium embrionalnym. Następnie chromosom jest utrzymywany w tym nieaktywnym trybie w kolejnych podziałach komórkowych, przez wszystkie komórki somatyczne.