5.19: Положение хроматина влияет на экспрессию генов

Хроматин — это массивный комплекс ДНК и белков, упакованных внутри ядра. Сложность укладки хроматина и то, как он упакован внутри ядра, сильно влияет  на доступ к генетической информации. Как правило, периферия ядра считается транскрипционно репрессивной, в то время как внутренняя часть клетки считается транскрипционно активной областью. 

Топологически-ассоциированные домены (ТАД)

Трехмерное расположение хроматина в ядре влияет на время и уровень экспрессии генов у эукариот. Например, промоторы генов физически организованы отдельно от их регуляторных элементов ДНК, таких как энхансеры. Эти элементы промотор-энхансер необходимо объединить для осуществления экспрессии генов. Каждая хроматида состоит из нескольких таких взаимодействующих единиц, называемых топологически-ассоциированными доменами (ТАД). В некоторых случаях ТАД из двух хроматид также могут взаимодействовать друг с другом.

Хромосомные территории (ХТ)

Несколько ТАД скапливаются, чтобы сформировать хромосомные территории (ХТ). Такое пространственное расположение и распределение делают ядро неоднородным телом с четко выраженной биохимической активностью. Расположение генов внутри ХТ и расположение самих ХТ влияет на экспрессию генов. У людей активно транскрибируемые гены, как правило, локализуются на периферии ХТ. Некодирующие гены имеют тенденцию локализоваться внутри своих ХТ . Например, в ядрах клеток амниотической жидкости у женщин ген ANT2 находится на неактивной Х-хромосоме. Когда ген ANT2 локализован на периферии ХТ, это приводит к его активной транскрипции.

Хроматины динамически перемещаются внутри ядра. Даже окончательно дифференцированные клетки, которые больше не могут делиться, обнаруживают репозиционирование хроматина или генов. Это означает, что репозиционирование – не случайное событие, а скоординированный молекулярный механизм.