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Spreading of Chromatin Modifications02:25

Spreading of Chromatin Modifications

The histone proteins in the nucleosomes are post-translationally modified (PTM) to increase or decrease access to DNA. The commonly observed PTMs are methylation, acetylation, phosphorylation, and ubiquitination of lysine amino acids in the histone H3 tail region. These histone modifications have specific meaning for the cell. Hence, they are called "histone code". The protein complex involved in histone modification is termed as "reader-writer" complex.
Writers
The writer is an enzyme that can...
Euchromatin01:01

Euchromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions take up more dye, appearing darker, while the less-compact areas take up less dye and appear lighter. Based on the compaction level, chromatins are classified into two primary forms – euchromatin and heterochromatin.
Euchromatin is the less dense region of the chromatin and stains lighter. Euchromatin contains histone H3 extensively...
Chromatin Position Affects Gene Expression02:35

Chromatin Position Affects Gene Expression

Chromatin is the massive complex of DNA and proteins packaged inside the nucleus. The complexity of chromatin folding and how it is packaged inside the nucleus greatly influences  access to genetic information. Generally, the nucleus' periphery is considered transcriptionally repressive, while the cell's interior is considered a transcriptionally active area. 
Topologically Associated Domains (TADs)
The 3-dimensional positioning of chromatin in the nucleus influences the timing and level of...
Heterochromatin02:38

Heterochromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions that take up more dye are called heterochromatin. Heterochromatin is further classified into two forms – constitutive heterochromatin and facultative heterochromatin.
Constitutive heterochromatin: It is a highly compact region of chromatin that is mostly concentrated in the centromere and telomere. Unlike euchromatin, the amino acid at 9th...
Euchromatin01:01

Euchromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions take up more dye, appearing darker, while the less-compact areas take up less dye and appear lighter. Based on the compaction level, chromatins are classified into two primary forms – euchromatin and heterochromatin.
Euchromatin is the less dense region of the chromatin and stains lighter. Euchromatin contains histone H3 extensively...
Heterochromatin02:38

Heterochromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions that take up more dye are called heterochromatin. Heterochromatin is further classified into two forms – constitutive heterochromatin and facultative heterochromatin.
Constitutive heterochromatin: It is a highly compact region of chromatin that is mostly concentrated in the centromere and telomere. Unlike euchromatin, the amino acid at 9th...

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Felix H Lam1, David J Steger, Erin K O'Shea

  • 1Howard Hughes Medical Institute, Department of Molecular and Cellular Biology, Faculty of Arts and Sciences Center for Systems Biology, Harvard University, 7 Divinity Avenue, Bauer 307, Cambridge, Massachusetts 02138, USA.

Nature
|April 18, 2008
PubMed
Resumen

Los nucleosomas controlan la expresión génica separando el umbral de inducción del rango dinámico. Las variantes del promotor revelan cómo la afinidad del sitio de unión y la remodelación de la cromatina ajustan la activación génica en respuesta a las señales ambientales.

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Área de la Ciencia:

  • Biología Molecular Biología Molecular
  • Genética La genética.
  • La bioquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

  • La estructura de la cromatina, específicamente el posicionamiento de los nucleosomas, juega un papel crítico en la regulación de la expresión génica mediante el control de la accesibilidad del ADN.
  • En Saccharomyces cerevisiae, los promotores suelen presentar una región libre de nucleosomas (NFR) aguas arriba del sitio de inicio de la traducción, donde los factores de transcripción se unen e inician la remodelación de la cromatina.
  • Los mecanismos precisos por los cuales la unión del factor de transcripción y la organización de la cromatina influyen en los aspectos cuantitativos de la expresión génica siguen siendo incompletamente entendidos.

Objetivo del estudio:

  • Investigar cómo los nucleosomas y la afinidad de unión al factor de transcripción modulan el umbral de la inducción génica y el rango dinámico de expresión.
  • Aclarar el papel de la arquitectura promotora en el ajuste fino de la expresión génica en respuesta a diferentes condiciones ambientales.

Principales métodos:

  • Construcción y análisis de una serie de variantes promotoras en Saccharomyces cerevisiae.
  • Evaluación cuantitativa de la activación génica en respuesta a diversos estímulos fisiológicos.
  • Examen de la vía de respuesta del fosfato de Saccharomyces cerevisiae (PHO) para comprender el diseño del promotor en la adaptación ambiental.

Principales resultados:

  • Los nucleosomas funcionan principalmente para desacoplar el umbral de la inducción génica del rango dinámico de expresión.
  • La afinidad de los sitios de unión del factor de transcripción afecta directamente el nivel de estímulo requerido para la activación génica.
  • Los sitios de unión dentro de las regiones nucleosómicas contribuyen a escalar los niveles de expresión génica después de la remodelación de la cromatina.
  • La vía PHO utiliza diseños de promotores distintos para adaptar la expresión génica a las diferentes concentraciones ambientales de fosfato.

Conclusiones:

  • La interacción entre la estructura de la cromatina y la afinidad del sitio de unión proporciona un mecanismo sofisticado para afinar las respuestas de expresión génica.
  • Estos hallazgos ofrecen información sobre el control cuantitativo de la transcripción eucariota y pueden informar el desarrollo de modelos transcripcionales más detallados.