Подписаться

Двухвалентный хроматин

Последняя правка сделана 2021-05-12 08:33:49 Править

Двухвалентный хроматин - это сегменты ДНК, связанные с гистоновыми белками, которые имеют как репрессирующие, так и активирующие эпигенетические регуляторы в одной и той же области. Эти регуляторы работают, чтобы усилить или заставить замолчать экспрессию генов. Поскольку эти регуляторы работают в противовес друг другу, они обычно взаимодействуют с хроматином в разное время. Однако в двухвалентном хроматине оба типа регуляторов взаимодействуют с одним и тем же доменом одновременно. Двухвалентные домены хроматина обычно связаны с промоторами генов фактора транскрипции, которые экспрессируются на низких уровнях. Также было обнаружено, что бивалентные домены играют роль в регуляции развития в плюрипотентных эмбриональных стволовых клетках, а также в импринтинге генов.

Содержание

  • 1 Бивалентные эпигенетические регуляторы
  • 2 Эмбриональные стволовые клетки и развитие
  • 3 Импринтинг
  • 4 Ссылки

Двухвалентные эпигенетические регуляторы

Наиболее распространенными антагонистическими эпигенетическими регуляторами, обнаруженными вместе на двухвалентных доменах хроматина, являются метилирование метки на гистоне 3, лизине 4 (H3K4me3 ) и гистоне 3, лизине 27 (H3K27me3 ). Метка H3K27me3 заглушает ген, в то время как метка H3K4me3 позволяет гену не заглушать постоянно и активировать его при необходимости. Эмбриональные стволовые клетки и импринтированные гены связаны как с активирующими (H3K4me3), так и с репрессивными (H3K27me3) метками, поскольку они позволяют репрессировать ген до тех пор, пока не потребуется активация. Хотя имеется множество доказательств совместной локализации H3K4me3 и H3K27me3 в одном и том же месте генома, большинство данных свидетельствует о том, что они не встречаются в одной и той же молекуле, но могут встречаться в разных копиях гистона H3 в пределах та же нуклеосома.

Эмбриональные стволовые клетки и развитие

Домены двухвалентного хроматина обнаруживаются в эмбриональных стволовых (ES) клетках и играют важную роль в дифференцировке клеток. При сохранении ES-клетки в недифференцированном состоянии бивалентные домены ДНК используются для подавления генов развития, которые активируют дифференцировку клеток, при этом гены остаются в равновесии и готовы к активации. Когда ES-клетка получает сигнал для дифференцировки в определенную клеточную линию, для дифференцировки необходима активация определенных онтогенетических генов. Необходимые гены развития будут активированы, а другие гены, которые не требуются для этого клеточного происхождения, будут репрессированы посредством своих двухвалентных доменов.

Метки H3K4me3 и H3K27me3, обнаруженные на двухвалентных доменах, регулируют, регулируют ли эмбриональные стволовые клетки или нет. дифференцируется или остается неуточненным (плюрипотентное состояние). Эпигенетические метки способствуют экспрессии одних генов и заглушению других во время плюрипотентности и дифференцировки. H3K27me3 маркирует репрессивные гены контроля развития и останавливает дифференцировку клетки, чтобы гарантировать, что клетка поддерживает плюрипотентность. Хотя эта метка репрессирует гены, контролирующие клонирование, она поддерживает их готовность к активации при дифференцировке. Когда клетка получает сигнал для дифференцировки в конкретный тип клетки, H3K27me3 удаляется из генов, необходимых для дифференцировки, в то время как H3K27me3 поддерживает репрессию генов контроля развития, которые не нужны для выбранной линии. Регулируемый в процессе развития процесс разделения двухвалентного хроматина поддерживается активностью ремоделеров АТФ-хроматина, таких как SWI / SNF, которые гидролизуют АТФ, чтобы вытеснить белки группы поликомб из двухвалентного хроматина. 54>

Только определенная подгруппа регуляторов будет активирована H3K4me3, чтобы дать определенный клеточный клон. Эта метка активирует регуляторы развития при дифференцировке и делает гены, необходимые для дифференцировки, более эффективными. Наличие активирующей метки H3K4me3 защищает гены от постоянного молчания, отталкивая репрессоры транскрипции и блокируя репрессивное метилирование ДНК.

После того, как клетка дифференцировалась до определенного типа клетки, только одна из меток остается связанной с хроматином.

Импринтинг

Импринтинг - это процесс, с помощью которого один родительский аллель заглушается, в то время как аллель от другого родителя экспрессируется. Ген GRB10 человека демонстрирует экспрессию импринтированного гена, и у мышей эта импринтированная экспрессия Grb10 обеспечивается присутствием двухвалентного хроматина. Ген Grb10 у мышей имеет бивалентный домен, который использует модификации H3K4me3 и H3K27me3 в качестве инструмента для экспрессии генов одного родителя, в то время как другой замалчивается. Это позволяет гену экспрессироваться только одним родителем в конкретной ткани. В большинстве соматических тканей ген Grb10 экспрессируется материнским аллелем, за исключением головного мозга, где он экспрессируется отцовским аллелем. Метки H3K4me3 и H3K27me3 используются на отцовском аллеле гена, чтобы заставить его замолчать во всех тканях, кроме мозга. Такие же метки метилирования используются на материнском аллеле гена в ткани мозга. Когда гены экспрессируются, репрессивная метка H3K27me3 удаляется из двухвалентного домена.

Ссылки

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте