kromatiinirakenteen

Kromatiinirakenne on DNA:n sekä siihen sitoutuneiden proteiinien, erityisesti histonien, muodostama kompleksi, jonka tehtävänä on pakata perimä tiiviiksi ja samalla säädellä geenien ilmentymistä. Kromatiinin rakenne vaikuttaa siihen, mitkä geenit ovat transkriptionaalisesti valmiita, ja sitä voidaan muuttaa solu- ja kehitysvaiheesta toiseen.

Perusyksikkö on nukleosomi: noin 147–147 rakennetta pitävää DNA:ta kiertyy histonien octametriin, joka koostuu H2A-, H2B-, H3- ja H4-histoneista. Histonin H1 toimii linkkinä ja osallistuu nukleosomien kiinnittymiseen pidempiin kuituihin. Nukleosomit voivat muodostaa 10 nanometrin kuidun, ja perinteisessä kuvassa tiivistyneempi 30 nanometrin kuitu mahdollisesti seuraa, vaikka todellinen in vivo -kasvu ja muoto vaihtelee soluistä riippuen.

Kromatiini jaetaan usein eukromatiiniin ja heterokromatiiniin. Eukromatiini on suhteellisen avointa ja sisältää aktiivisia geenialueita, kun taas heterokromatiini on tiivistyneempää ja geneettisesti hiljennettyä. Kiristyminen ja dekriptminen tapahtuvat histonien posttranslationaalisten muokkauksien, kuten asetylaation, metylaation ja fosforylaation, sekä kromatiinin remodelaation avulla. Näitä tapahtumia ohjaavat entsyymit ja proteiinit muodostanevat niin sanottuja kirjoittajia, korjaajia ja poistajia, jotka muokkaavat kromatiinia tarpeen mukaan.

Kromatiinille tärkeä on myös tason 3D-arkkitehtuuri: kromosomeja organisoidaan dot-tyyppisiin tiloihin, kuten TAD- ja loopialueisiin, ja ne voivat muodostaa toiminnallisia alueellisia "kumpuja" (compartments A ja B). Tämä kolmiulotteinen järjestys vaikuttaa rekombinaatioon, replikaatioon ja geenien vuorovaikutuksiin.

Kromatiinirakenteen tutkimuksessa käytetään menetelmiä kuten MNase-sekvenointi, ATAC-seq ja Hi-C. Yhteenvetona kromatiinirakenne säätelee geneettistä toimintaa, DNA-kontaktien jakautumista ja lukemista sekä sitä, miten geenit ja genomeilmiöt ovat säänneltyjä sekä kehityksen että elinten toimintojen kannalta.