Kromatiiniremodellaatio

Kromatiiniremodellaatio viittaa dynaamiseen prosessiin, jossa kromatiinin rakennetta muutetaan ilman, että DNA-sekvenssiä itsessään muutetaan. Kromatiini on DNA:n ja proteiinien kompleksi, joka pakkaa DNA:ta solun tumassa. Sen rakenne vaikuttaa siihen, mitkä geenit ovat luettavissa ja transkriptioaktiviisia. Remodellaatio mahdollistaa solun säätää geenien ilmentymistä, mikä on elintärkeää monille soluprosesseille, kuten kehitykselle, erilaistumiselle ja stressivasteille.

Tähän prosessiin osallistuu useita mekanismeja. Yksi keskeisimmistä ovat histonien muokkaukset. Histonit ovat proteiineja, joiden ympärille DNA kiertyy muodostaen nukleosomeja, kromatiinin perusyksiköitä. Histonien aminohappopäätteihin voidaan liittää erilaisia kemiallisia ryhmiä, kuten asetyliryhmiä, metyyliryhmiä tai fosfaattiryhmiä. Nämä muokkaukset voivat muuttaa kromatiinin tiiviyttä. Esimerkiksi histonien asetylointi yleensä löysentää kromatiinia, mikä edistää geenien transkriptiota. Histonien metylaatio puolestaan voi sekä aktivoida että hiljentää geenejä riippuen metylatoidusta aminohappotähteestä ja metylaatioasteesta.

Toinen tärkeä mekanismi on ATP-riippuvaisten kromatiiniremodellaatiofaktorien toiminta. Nämä proteiinikompleksit käyttävät ATP:n energiaa nukleosomien rakenteen muuttamiseen. Ne voivat esimerkiksi siirtää nukleosomeja DNA:lla, poistaa tai lisätä nukleosomeja tai muuttaa histonien koostumusta. Nämä toiminnot vaikuttavat suoraan DNA:n saavutettavuuteen transkriptiokoneistolle ja muille DNA:han sitoutuville proteiineille. Kromatiiniremodellaatiolla on keskeinen rooli myös DNA:n korjauksessa ja replikaatiossa. Sen häiriöt voivat johtaa erilaisiin sairauksiin, kuten syöpään ja neurologisiin häiriöihin.