Back to chapter

5.18:

Kromatin Multiple Formları

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
Euchromatin

Languages

Share

Ökaryotlarda kromatin, sıkıştırma seviyesine dayalı olarak üç ana formda bulunur:ökromatin, konstitütif heterokromatin ve fakültatif heterokromatin. Ökromatin, kromatinin gen açısından zengin, daha az kompakt ve aktif olarak transkribe edilen bir bölgesidir. Sabitlendiğinde ve mikroskop altında görüntülendiğinde, daha az leke parçacığı tutabildiği için hafif lekeli bölgeler olarak görünür.Ökromatinin histon kuyruğu amino asitleri büyük ölçüde asetillenmiştir. Asetilasyon, histon proteinleri üzerindeki negatif yükü artırarak lokal olarak histon-DNA afinitesini azaltır. Bu, kromatin sıkıştırmasını azaltır ve DNA’ya daha kolay erişim sağlar.Konstitütif heterokromatin, tekrarı çok, gen açısından fakir ve oldukça sıkıştırılmış bir bölgedir. Mikroskop altında konstitütif heterokromatin, sıkıştırma daha fazla DNA’ya bağlanan boya almasına izin verdiğinden koyu renkte lekeli görünür. Metillenmiş bir histon kuyruğu, konstitütif heterokromatinin karakteristik özelliğidir.Metilasyon, histonlar ve DNA arasındaki afiniteyi artırır;böylece kromatin sıkıştırması artar ve DNA’ya erişim engellenir. Metillenmiş histonlar ayrıca, konstitütif heterokromatinde kromatin sıkıştırmasını ve yayılmasını kolaylaştıran, heterokromatin protein 1 adı verilen, histon olmayan bir protein tarafından bağlanır. Fakültatif heterokromatin, tekrarı az ve genleri susturulmuş bir bölgedir.Mikroskop altında, o da, daha yüksek sıkıştırma nedeniyle koyu lekeli görünür. Fakültatif ve konstitütif heterokromatin arasındaki temel ayrım, fakültatif heterokromatin bölgelerinde bulunan genlerin esnek olmasıdır. Örneğin, bir hücrede fakültatif heterokromatindeki genler bastırılmış olabilir.Bir başkasında ise, aynı konumdaki genler eksprese edilmiş olabilir ve fakültatif durumda muhafaza edilmeyebilir. Fakültatif heterokromatin bölgeleri genellikle, H3 histonlarını di veya trimetilat-layabilen ve transkripsiyonel baskılamaya katkıda bulunan, polycomb baskılayıcı kompleks 2 adı verilen, histon olmayan bir protein tarafından bağlanır. Dişi memelilerde X-kromozomu inaktivasyonu, fakültatif heterokromatine bir örnektir.Memeli dişilerinde iki X kromozomu vardır;erkeklerde ise yalnızca bir tane vardır. Dişilerdeki X kromozomlarından biri, yüksek oranda yoğunlaştırılmış heterokromatin içerir ve bu, o kromozomda bulunan tüm genlerin baskılanmasına neden olur. Bu, hem erkek hem de dişilerin X kromozomundaki genlerin aynı seviyede eksprese edilmesini sağlar.Mikroskop altında, bu etkisizleştirilmiş X kromozomu, çekirdeğin çevresinde yoğun, koyu lekeli bir nokta olan bir Barr cisimciği olarak görünür.

5.18:

Kromatin Multiple Formları

Kromatin sıkışmasının derecesi, spesifik DNA bağlayıcı boyalar kullanılarak kromatin boyanarak incelenebilir. Mikroskop altında, yoğun sıkıştırılmış bölgeler daha fazla boya alır, daha koyu görünürken, daha az kompakt bölgeler daha az boya alır ve daha açık görünür. Sıkıştırma seviyesine bağlı olarak, kromatinler üç ana forma ayrılır – eukromatin, kurucu heterokromatin ve fakültatif heterokromatin.

Eukromatin: Kromatinin daha az yoğun bölgesidir ve lekeler daha hafiftir. ökromatin, lizin 9 üzerinde yoğun olarak asetillenmiş histon H3 içerir. Promotör bölgedeki histonlar metillenmiş lizin 4'e ve pozisyon 10'un fosforilasyonuna sahiptir. Geniş asetilasyon, kromatini gevşeten histonlar ve DNA arasındaki çekimi azaltır.

Kurucu heterokromatin: Çoğunlukla sentromere ve telomerde yoğunlaşan son derece kompakt bir kromatin bölgesidir.Ökromatin'den farklı olarak, histonlar H3 kuyruğundaki 9 .pozisyondaki amino asit di – veya tri-metillenir. Bu, metillenmiş bölgeye heterokromatin proteini 1 (HP1) adı verilen özel bir nonhistone proteini çeker. Bastırılmış kromatin bölgesini temsil eder. İnsan erkeklerinde insan kromozomları 1,9,16 ve Y kromozomu, kurucu heterokromatinin büyük bir bölümünü içerir.

Fakültatif heterokromatin: Bu bölge ökromatin daha yoğundur, ancak kurucu heterokromatinin aksine, histon H3 kuyruğunun 27. pozisyonundaki lizin di-veya tri-metillenir (H3K27me3). Bu bölgeler Polikomya baskılayıcı komplekslerin bağlanması ile karakterizedir: PRC1 ve PRC2. PRC2 etki alanının önce bağlandığı ve heterokromatin oluşumunu başlattığı düşünülmektedir. PRC2 kompleksleri, transkripsiyonu inhibe eden ve kromatin baskısına neden olan histon deasetilaz enzimleri içerir. Ek olarak, PRC2 kompleksi ayrıca di-trimetil lisinler üreten birkaç histon metil transferazın katalitik alanını da içerir. PRC 1 Daha sonra metillenmiş nükleozomlara bağlanır ve kromatini transkripsiyonu inhibe eden kompakt bir yapıya yoğunlaştırır.

Suggested Reading

  1. Molecular Biology of Cell, Alberts, 6th edition, Pages 210-211
  2. Molecular Cell Biology, Lodish, 8th edition, Pages 333-341.
  3. Filion, Guillaume J., Joke G. van Bemmel, Ulrich Braunschweig, Wendy Talhout, Jop Kind, Lucas D. Ward, Wim Brugman et al. "Systematic protein location mapping reveals five principal chromatin types in Drosophila cells." Cell 143, no. 2 (2010): 212-224.