chromatinstruktur

Chromatinstruktur bezeichnet die Organisation des genetischen Materials im Zellkern. Das Chromatin besteht aus DNA, Histonen und weiteren Proteinen. Die DNA windet sich um Histone zu Nukleosomen, den Grundbausteinen der Struktur. Ein Nukleosom besteht aus einem Histonkern aus zwei Kopien der Histone H2A, H2B, H3 und H4, um den sich DNA windet; ein weiteres Histon H1 bindet an den Linker-DNA-Abschnitt und stabilisiert die Verpackung.

Nukleosomen bilden weiter kompakte Faserstrukturen; in der Zelle existieren sowohl locker gepacktes Euchromatin, das aktiv transkribiert werden kann, als auch dichteres Heterochromatin, das tendenziell transkriptionell inaktiv ist. Die Konformation wird dynamisch durch Chromatin-Remodellierer (z. B. SWI/SNF, ISWI) und Histonmodifikationen bestimmt. Histonacetylierung durch HATs reduziert die positive Ladung der Histone und fördert die Transkriptionsaktivität; Methylierung kann aktiv oder reziproken Signalweg setzen. DNA-Methylierung (vorwiegend CpG) trägt zur Genstilllegung bei.

Weiterhin organisieren Proteinfaktoren die räumliche Genomstruktur: Es entstehen Schleifen und Topologien durch Cohesin und CTCF, die als Topologically Associating Domains (TADs) bezeichnet werden. Die Chromosomen befinden sich in bestimmten räumlichen Regionen, die als chromosomale Territorien zusammengefasst werden. Die Chromatinstruktur verändert sich während der Zellzyklusphasen und Replikation, wodurch Zugänglichkeit von Genen und andere Funktionen reguliert wird.