유로마틴

Euchromatin
유로마틴과 헤테로크로마틴의 구별

유로마틴은 유전자에 농축된 염색질(DNA, RNA, 단백질)의 가볍게 포장된 형태로, 활성 전사에 의해 (하지만 항상은 아니다)되는 경우가 많다. 유로마틴은 빽빽하게 들어차 있고 전사하기 쉬운 이질색인과는 대조적이다. 인간 게놈의 92%는 유색인종이다.[1]

진핵생물에서 유크로마틴은 세포핵 내에서 게놈의 가장 활동적인 부분으로 구성된다. 원핵생물에서, 유크로마틴은 현존하는 유일한 염색질의 형태다; 이는 이질색체 구조가 나중에 핵과 함께 진화했음을 나타내며, 이는 증가하는 게놈 크기를 다루기 위한 메커니즘일 가능성이 있다.

구조

유로마틴은 핵소체로 알려진 반복적인 서브유닛으로 구성되어 있는데, 이는 직경이 약 11nm인 끈에 펼쳐진 구슬 세트를 연상시킨다.[2] 이들 뉴클레오솜의 핵심에는 H3, H4, H2A, H2B의 네 개의 히스톤 단백질 쌍이 있다.[2] 각각의 코어 히스톤 단백질은 '꼬리' 구조를 가지고 있는데, 이것은 여러 가지 면에서 달라질 수 있다; 이러한 변화는 다른 메틸화 상태와 아세틸화 상태를 통해 "마스터 컨트롤 스위치"로 작용하며, 이것은 염색질의 전체적인 배열을 결정하는 것으로 생각된다.[2] 약 147개의 염기쌍의 DNA가 히스톤 옥타머 주위에 감겨져 있거나, 나선의 2바퀴도 채 되지 않는다.[3] 가닥을 따라가는 핵소체는 히스톤, H1, 그리고 [4]약 0~80개의 염기쌍에 이르는 개방 링커 DNA의 짧은 공간을 통해 서로 연결되어 있다. 유로마틴과 헤테로크로마틴의 구조를 구분하는 핵심적 구분은 유로마틴의 핵소체는 훨씬 더 넓은 간격을 두고 있어 DNA 가닥에 서로 다른 단백질 복합체를 쉽게 접근할 수 있고 따라서 유전자 전사가 증가한다는 것이다.[2]

외관

유로마틴은 큰 규모로 줄에 있는 구슬과 닮았다.[2] 더 먼 곳에서, 그것은 어떤 전자 현미경 시각화에서와 같이 엉킨 실뭉치를 닮을 수 있다.[5] 광학 및 전자 현미경 시각화에서 유채화물은 핵에도 존재하며 어두운[6] 색상으로 나타나는 헤테로크로마틴보다 색상이 더 옅어 보인다. 왜냐하면, 유채화는 덜 컴팩트한 구조 때문이다.[5] 카리오그램에서와 같이 염색체를 시각화할 때, 세포유전적 띠를 사용하여 염색체를 얼룩지게 한다. 세포유전학적 밴딩은 염색체 하위섹션, 불규칙성 또는 재배열을 구분하기 위해 염색체의 어느 부분이 유로마틴이나 이질색화질로 구성되어 있는지 볼 수 있게 해준다.[7] 그러한 예로는 G 밴딩이 있는데, 유로마틴이 헤테로마틴보다 더 가벼워 보이는 곳에 Giemsa staining이라고도 한다.[8]

다양한 시각화 기법에[8][9][10][11][12][2] 의한 헤테로크로마틴과 유로마틴의 출현
지엠사(G-) 밴딩 리버스(R-) 밴딩 구성성 헤테로크로마틴(C-) 밴딩 퀴나크린(Q-) 밴딩 텔로메릭 R(T-) 밴딩
유로마틴 라이터 더 어두운 라이터 둔한 빛
헤테로크로마틴 더 어두운 라이터 더 어두운 밝은(형광) 더 어둡게(도색)

함수

전사

유로마틴은 mRNA 제품에 대한 DNA의 능동적 전사에 참여한다. 펼쳐진 구조는 유전자 조절 단백질과 RNA 중합효소 복합체가 DNA 서열과 결합할 수 있게 하고, 이는 이후 전사 과정을 시작할 수 있다.[2] 모든 유크로마틴이 반드시 전사되는 것은 아니지만, 유크로마틴이 전사적으로 활성 영역과 비활성 영역으로 나뉘기 때문에 유크로마틴은 여전히 활성 유전자 전사와 일반적으로 연관되어 있다.[13] 따라서 세포가 얼마나 활발하게 생산적인지, 세포핵에서 발견될 수 있는 유크로마틴의 양과 직접적인 연관이 있다.

세포는 유전자의 발현과 복제를 제어하는 방법으로 유채화에서 헤테로크로마틴으로의 변환을 사용한다고 생각되는데, 그러한 과정은 조밀하게 압축된 염색질에서 다르게 작용하기 때문이다. 이것은 '접근성 가설'[14]로 알려져 있다. '항상 켜지는' 구성성 유로마틴의 한 예는 세포 생존의 기본 기능에 필요한 단백질을 암호화하는 하우스키핑 유전자다.[15]

후생유전학

후생유전학은 DNA 서열을 바꾸지 않고도 유전될 수 있는 표현형의 변화를 수반한다. 이것은 많은 종류의 환경적 상호작용을 통해 발생할 수 있다.[16] 유로마틴에 대해서는 히스톤의 변환 후 수정은 염색질의 구조를 변화시켜 DNA를 바꾸지 않고 유전자 발현을 변화시킬 수 있다.[17] 또한, 특히 조숙 노화를 닮은 것으로 알려진 질병의 경우, 이형 색소화염의 손실과 유채화질의 증가가 가속화된 노화 과정과 관련이 있는 것으로 나타났다.[18] 연구 결과 히스톤에 후생유전학적 표지가 여러 가지 추가 질병에 대한 것으로 나타났다.[19][20]

규정

유로마틴은 주로 많은 히스톤 수정 효소에 의해 수행되는 핵체의 히스톤에 대한 변환 후 변경에 의해 조절된다. 이러한 수정은 뉴클레오솜 구조에서 튀어나온 히스톤의 N단자 꼬리에서 발생하며, 유크로마틴으로서, 또는 유크로마틴으로서 염색질을 개방된 형태로 유지시키기 위한 효소를 모집하는 것으로 생각된다.[21] 예를 들어 히스톤 아세틸화는 일반적으로 유로마틴 구조와 관련이 있는 반면, 히스톤 메틸화는 헤테로크로마틴 리모델링을 촉진한다.[22] 아세틸화는 히스톤 집단을 더 부정적으로 충전하게 하고, 이는 결국 DNA 가닥과의 상호작용을 방해하며, 본질적으로 접근을 더 쉽게 하기 위해 가닥을 "열게" 한다.[21] 아세틸화는 히스톤의 N-단자 꼬리의 여러 라이신 잔류물과 동일한 뉴클레오솜의 서로 다른 히스톤에서 발생할 수 있으며, 이는 전사 인자에 대한 DNA 접근성을 더욱 높일 것으로 생각된다.[21]

히스톤의 인산화도 유로마틴을 조절하는 또 다른 방법이다.[21] 이러한 현상은 히스톤의 N단자 꼬리에 발생하는 경향이 있지만, 일부 부위는 코어에 존재한다.[21] 인산염은 키나아제와 인산염에 의해 제어되며, 인산염은 각각 인산염 그룹을 추가하고 제거한다. 이것은 유크로마틴에 존재하는 세린, 트레오닌 또는 티로신 잔류물에서 발생할 수 있다.[21][22] 구조물에 추가된 인산염 그룹은 음전하를 통합하므로 아세틸화와 유사한 보다 완화된 "개방형" 형태를 촉진할 것이다.[22] 기능성 측면에서 히스톤인산화효소는 유전자 발현, DNA 손상 복구, 염색질 리모델링과 관련이 있다.[22]

음전하를 통합하여 "개방형" 형태를 선호하는 또 다른 규제 방법은 ADP 리보실레이션이다.[22] 이 프로세스는 히스톤에 하나 이상의 ADP-리보스 단위를 추가하며, DNA 손상 반응 경로에 관여한다.[22]

참고 항목

참조

  1. ^ International Human Genome Sequencing Consortium (October 2004). "Finishing the euchromatic sequence of the human genome". Nature. 431 (7011): 931–945. Bibcode:2004Natur.431..931H. doi:10.1038/nature03001. PMID 15496913. S2CID 186242248.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  2. ^ a b c d e f g Babu A, Verma RS (January 1987). Bourne GH, Jeon KW, Friedlander M (eds.). "Chromosome structure: euchromatin and heterochromatin". International Review of Cytology. Academic Press. 108: 1–60. doi:10.1016/s0074-7696(08)61435-7. ISBN 9780123645081. PMID 2822591.
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추가 읽기

  • 헤테로크로마틴 형성은 여러 세포 세대에 걸쳐 히스톤 수정의 변화를 수반한다.
  • 그러한 속도 이질 염색질과euchromatin– Tedesco M, Giannese F, Lazarević D, Giansanti V, Rosano D, Monzani S,(알.(10월 2021년)의 단세포와 프로파일에 의해 후생 유전학적 역학을 드러낸다." 그러한 속도 이질 염색질과 euchromatin의 단세포와 프로파일에 의해 후생 유전학적 역학을 드러내".자연 생명 공학:1–10. doi:10.1038/s41587-021-01031-1. PMID 34635836.S2CID 238637962.<>/ref>.
  • 후생유전상속 및 누락유전성 - </ref>
  • 그 샤가스 병 벡터, Alvarenga 전자파, 호드리게스 베사 로컬, 모라에스 AS, Naves LSMondin M, Felisbino MB– 트리아 토마 infestans 멜로 맥스(5월 2016년)의 이질 염색질과 진정 염색질에서 히스톤 후생 유전학적 문장."그 샤가스 병 벡터의 이질 염색질과 진정 염색질, 트리아 토마 infestans에서 히스톤 후생 유전학적 흔적".액타는Histochemica.118(4):401–412. doi:10.1016/j.acthis.2016.04.002.PMID 27079857.