Mechanizmy kontrolujące strukturę chromatyny

Abstrakt

Ograniczona przestrzeń jądra komórkowego wymusza wysoki stopień upakowania cząsteczki DNA. Organizmy eukariotyczne wykorzystują szereg mechanizmów wpływających na dostępność określonych sekwencji regulatorowych w DNA, co prowadzi do aktywacji bądź represji transkrypcji. Współcześnie można wyróżnić pięć elementów, które są kluczowe dla przebudowy chromatyny: modyfikacje DNA, warianty i modyfikacje potranslacyjne histonów, długie niekodujące RNA, kompleksy przebudowujące chromatynę i przestrzenne ułożenie chromatyny w jądrze komórkowym. Wzajemne oddziaływania między wymienionymi modułami pozwalają na wielopoziomową regulację równowagi pomiędzy aktywnie transkrypcyjną euchromatyną a nieaktywną heterochromatyną. Najnowsze badania opisują nowe elementy chromatyny: półnukleosomy, biwalentne markery histonowe oraz wskazują na istnienie stanów pośrednich pomiędzy euchromatyną i heterochromatyną. Zróżnicowanie i bogactwo modyfikacji chromatynowych wymaga obecności kompleksów białkowych â odczytujących, edytujących i integrujących informacje zapisane w chromatynie. Niektóre z nich są zdolne do aktywnego przemieszczania nukleosomów w celu zapewnienia kontroli dostępności sekwencji DNA. W związku ze złożonością regulacji struktury chromatyny badania opisujące te mechanizmy mają fundamentalne znaczenie dla zrozumienia funkcjonowania organizmów eukariotycznych.