Kromatineregulering

Kromatineregulering er prosessen der strukturen og kjemiske modifikasjoner av kromatin påvirker hvilke gener som er tilgjengelige for transkripsjon. Kromatin består av DNA pakket rundt histone-nukleosomer, og graden av kompaktethet bestemmer tilgang til transkripsjonsapparatet. Gjennom åpne (euchromatin) og lukkede (heterochromatin) tilstander styrer kromatinregulering genuttrykk under utvikling og respons på miljøsignaler.

Reguleringen skjer via tre nivåer. For det første mekanismer som endrer nukleosomplassering og sammensetning ved hjelp av kromatinremodelleringskomplekser (som SWI/SNF, ISWI og NuRD). For det andre histonmodifikasjoner og DNA-metylering som fungerer som koder lest av proteiner gjennom skrivere, erasers og lesere. Eksempler inkluderer histonacetylasjon assosiert med aktivt kromatin, og metylmerking av H3K27 som ofte er repressiv; PRC2- og Trithorax-komplekser opprettholder henholdsvis repressiv og aktiv tilstand.

I tillegg organiseres kromatin i tre-dimensjonal konfigurasjon, med topologiske assosiasjonsdomener (TAD-er) og lange DNA-sløyfer som skaper interaksjoner mellom regulatoriske elementer og målgener. Dette gir presis kontroll av utvikling og celleidentitet, og unormal kromatinregulering er knyttet til sykdommer som kreft og nevrodegenerative tilstander. Ikke-kodende RNA bidrar også til langsiktig regulering uten endringer i DNA-sekvensen.

Moderne analysemetoder som ChIP-seq og ATAC-seq kartlegger histonmodifikasjoner, DNA-metylering og kromatinens tilgjengelighet, og muliggjør kartlegging av regulatoriske landskap i ulike celletyper og vev.