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Epigenetic Regulation01:46

Epigenetic Regulation

Epigenetic mechanisms play an essential role in healthy development. Conversely, precisely regulated epigenetic mechanisms are disrupted in diseases like cancer.
The Nucleosome Core Particle02:10

The Nucleosome Core Particle

Nucleosomes are the DNA-histone complex, where the DNA strand is wound around the histone core. The histone core is an octamer containing two copies of H2A, H2B, H3, and H4 histone proteins.
The paradox
Nucleosomes, paradoxically, perform two opposite functions simultaneously. On the one hand, their main responsibility is to protect the delicate DNA strands from physical damage and help achieve a higher compaction ratio. While on the other hand, they must allow polymerase enzymes to access DNA...
Nucleosome Remodeling02:54

Nucleosome Remodeling

Nucleosomes are the basic units of chromatin compaction. Each nucleosome consists of the DNA bound tightly around a histone core, which makes the DNA inaccessible to DNA binding proteins such as DNA polymerase and RNA polymerase. Hence, the fundamental problem is to ensure access to DNA when appropriate, despite the compact and protective chromatin structure.
Nucleosome remodeling complex
Eukaryotic cells have specialized enzymes called ATP-dependent nucleosome remodeling enzymes. These enzymes...
Histone Modification02:32

Histone Modification

The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational modifications such as acetylation, methylation, phosphorylation, and ubiquitination. Particular combinations of these modifications form “histone codes” that influence the chromatin folding and tissue-specific gene expression.
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone deacetylase,...
Histone Modification02:32

Histone Modification

The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational modifications such as acetylation, methylation, phosphorylation, and ubiquitination. Particular combinations of these modifications form “histone codes” that influence the chromatin folding and tissue-specific gene expression.
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone deacetylase,...
The Nucleosome Core Particle01:12

The Nucleosome Core Particle

Nucleosomes are the DNA-histone complex, where the DNA strand is wound around the histone core. The histone core is an octamer containing two copies of H2A, H2B, H3, and H4 histone proteins.
Nucleosomes, paradoxically, perform two opposite functions simultaneously. On the one hand, their primary aim is to protect the delicate DNA strands from physical damage and help achieve a higher compaction ratio. On the other hand, they must allow polymerase enzymes to access histone-bound DNA during...

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Relación entre el posicionamiento del nucleosoma y la metilación del ADN.

Ramakrishna K Chodavarapu1, Suhua Feng, Yana V Bernatavichute

  • 1Department of Molecular, Cell, and Developmental Biology, University of California Los Angeles, Los Angeles, California 90095, USA.

Nature
|June 1, 2010
PubMed
Resumen

El posicionamiento de los nucleosomas en todo el genoma en Arabidopsis thaliana revela que los nucleosomas influyen en los patrones de metilación del ADN. Este mecanismo conservado sugiere que las metiltransferasas de ADN se dirigen al ADN unido al nucleosoma, lo que afecta la regulación génica.

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Published on: January 26, 2018

Área de la Ciencia:

  • Biología Molecular Biología Molecular
  • La epigenética es la epigenética.
  • La genómica es la genómica.

Sus antecedentes:

  • Los nucleosomas, compuestos por octámeros de ADN e histonas, son unidades fundamentales de la organización y regulación del ADN en el núcleo.
  • Comprender el posicionamiento de los nucleosomas es crucial para descifrar la accesibilidad del genoma y el control de la expresión génica.

Objetivo del estudio:

  • Para realizar un análisis de todo el genoma del posicionamiento de los nucleosomas en Arabidopsis thaliana.
  • Para investigar la relación entre el posicionamiento de los nucleosomas y los patrones de metilación del ADN.
  • Para explorar la conservación de estas relaciones en el ADN humano.

Principales métodos:

  • Secuenciación masivamente paralela de los mononucleosomas de la Arabidopsis thaliana.
  • Integración de datos de posicionamiento de nucleosomas con perfiles de metilación de ADN de resolución de una sola base.
  • Análisis comparativo con datos de ADN nucleosómico humano.

Principales resultados:

  • Identificó periodicidades de 10 bases en la metilación del ADN dentro del ADN unido al nucleosoma.
  • Se demostró que el ADN nucleosómico está más metilado que el ADN flanqueante.
  • Se observaron tendencias conservadas en el ADN nucleosómico humano, lo que indica mecanismos conservados.
  • Se encontró enriquecimiento de nucleosomas en los exones y en los límites intrón-exón, similar a los estudios en animales.
  • Notado enriquecimiento de la ARN polimerasa II y la metilación del ADN en los exones, lo que sugiere funciones en la regulación génica y la definición de exones.

Conclusiones:

  • El posicionamiento del nucleosoma influye significativamente en los patrones de metilación del ADN en todo el genoma.
  • Las metiltransferasas de ADN muestran una orientación preferente del ADN ligado al nucleosoma.
  • La interacción entre los nucleosomas y la metilación del ADN se conserva en todas las especies.
  • El posicionamiento de los nucleosomas y la metilación del ADN pueden desempeñar un papel en la regulación de la procesividad de la ARN polimerasa II y la definición de exones.