kurucu heterokromatin - Constitutive heterochromatin
Yapıcı heterokromatin alanları, ökaryotların kromozomları boyunca bulunan DNA bölgeleridir. Yapıcı heterokromatinin çoğunluğu kromozomların pericentromerik bölgelerinde bulunur, ancak aynı zamanda telomerlerde ve kromozomların tamamında bulunur. İnsanlarda 1, 9, 16, 19 ve Y kromozomlarında önemli ölçüde daha fazla yapısal heterokromatin bulunur. Yapıcı heterokromatin esas olarak uydu tekrarları, mini uydu ve mikro uydu tekrarları ve transpozon tekrarları olarak bilinen yüksek kopya sayılı tandem tekrarlarından oluşur . İnsanlarda bu bölgeler toplam insan genomunun yaklaşık 200 Mb'sini veya %6.5'ini oluşturur , ancak bunların tekrar bileşimleri onları dizilemeyi zorlaştırır, bu nedenle sadece küçük bölgeler dizilenmiştir.
Yapısal heterokromatinin görselleştirilmesi, C-bantlama tekniği kullanılarak mümkündür . Daha koyu lekelenen bölgeler, yapısal heterokromatin bölgeleridir. Yapısal heterokromatin, DNA'nın oldukça yoğun doğası nedeniyle daha koyu boyanır.
Kurucu heterokromatin, daha az yoğun, daha az kararlı ve çok daha az polimorfik olan ve C-bantlama tekniğini kullanırken lekelenmeyen fakültatif heterokromatin ile karıştırılmamalıdır .
fonksiyon
Yapıcı heterokromatin, nükleer membrana bağlı çekirdeğin çevresinde daha yaygın olarak bulunur. Bu, ökromatik DNA'yı, aktif olarak kopyalanabileceği çekirdeğin merkezinde yoğunlaştırır . Mitoz sırasında, kardeş kromatitlerin ve sentromer fonksiyonunun uygun şekilde ayrılması için yapısal heterokromatinin gerekli olduğuna inanılmaktadır. Pericentromerlerde bulunan tekrar dizileri birçok tür boyunca korunmaz ve düzenleme için daha çok epigenetik modifikasyonlara dayanırken, telomerler daha fazla korunmuş diziler gösterir.
Yapıcı heterokromatinin nispeten genlerden yoksun olduğu düşünülüyordu, ancak araştırmacılar Drosophila melanogaster'ın heterokromatik DNA'sında 450'den fazla gen buldular . Bu bölgeler, transkripsiyonu önlemek için yüksek oranda yoğunlaşmıştır ve epigenetik olarak modifiye edilmiştir. Genlerin kopyalanması için, heterokromatinin geri kalanında meydana gelen sessizliğin üstesinden gelmek için bir mekanizmaya sahip olmaları gerekir. Yalıtım, inkar, entegrasyon, sömürü ve TE sınırlama modelleri dahil olmak üzere, bu bölgelerdeki genlerin nasıl ifade edildiğine dair önerilen birçok model vardır.
Genler, yapısal heterokromatinin bir bölgesinin yakınına yerleştirildiğinde, transkripsiyonları genellikle susturulur. Bu, konum etkisi değişkenliği olarak bilinir ve bir mozaik fenotipe yol açabilir .
Replikasyon ve epigenetik
Yapıcı heterokromatin, hücre döngüsünün S fazında geç kopyalanır ve mayotik rekombinasyona katılmaz.
Histon modifikasyonları, hücrenin yapısal heterokromatini yoğunlaştırmasının ana yollarından biridir. Yapısal heterokromatinde en yaygın üç değişiklik, histon hipoasetilasyonu , histon H3-Lys9 metilasyonu (H3K9) ve sitozin metilasyonudur . Bu modifikasyonlar, diğer DNA türlerinde de bulunur, ancak çok daha az sıklıkla. Tüm ökaryotlarda bulunmasa da sitozin metilasyonu en yaygın tiptir. İnsanlarda, yapısal heterokromatinden oluşan sentromer ve telomerlerde artan metilasyon vardır. Bu modifikasyonlar hem mitoz hem de mayoz yoluyla devam edebilir ve kalıtsaldır .
SUV39H1 , H3K9'u metilleyen ve heterokromatin protein 1 (HP1) için bir bağlanma yeri sağlayan bir histon metiltransferazdır . HP1, DNA'yı transkripsiyon için erişilemez hale getiren kromatin yoğunlaştırma işleminde yer alır.
Hastalıklar
Yapıcı heterokromatini içeren mutasyonlardan kaynaklanan genetik bozukluklar, hücre farklılaşmasını etkileme eğilimindedir ve otozomal resesif bir modelde kalıtılır. Bozukluklar arasında Roberts sendromu ve ICF sendromu bulunur .
Bazı kanserler, yapısal heterokromatin ve oluşumunda ve korunmasında yer alan proteinlerdeki anormallikler ile ilişkilidir. Meme kanseri , HP1 alfa proteinindeki bir azalmayla bağlantılıyken , Hodgkin olmayan lenfoma , genomun ve özellikle uydu bölgelerinin hipometilasyonuyla bağlantılıdır.