Nucleus genoom 3D organisatie
3D genoom
• 3D configuratie van het genoom is complex, dynamisch en cruciaal voor genregulatie
• Technologische voordelen in chromosoom conformatie
Genregulatie complexe oranismen
Nucleaire compartimentalisatie
• Nodig omdat de DNA inhoud alsmaar groter wordt
• Bacteriën hebben een klein genoom en weinig plaats nodig maar bij de evolutie van de mens
is het aantal nucleotiden toegenomen
• Eukaryote genomen bevatten veel regulatorisch DNA/RNA
• Eukaryote genomen coderen voor multicellulaire ontwikkeling
• Compartimentalisatie zorgt voor kwetsbaarheid van genetisch materiaal (UV licht, stress,
radio): beschadiging van DNA: breuken, mutaties, translocaties
• DNA (1,4m) zal zich moeten opvouwen om zich af te schermen van deze stress factoren
• DNA rond histon (chromatine eiwitten) octameren met de vorming van nucleosomen
• Onregelmatigheden in deze opvouwing:
o Los chromatine = euchromatine -> actief, genen die worden overgeschreven in RNA
o Compact chromatine = heterochromatine -> inactief
• TAD domein = topologisch geassocieerd domein: regio’s van genoom die cogereguleerd
worden
o coördinatie van genen in verschillende chromosomen die samen komen in lussen
o actieve domeinen
• LAD domeinen = lamine geassocieerde domeinen
o Lamines = eiwitten die de kern afschermen
o Filamenteuze lamines liggen rond de DNA inhoud in de kern
o Nucleaire lamines liggen meer aan de periferie
o Gedempte regio’s van het DNA -> inactieve domeinen
, FISH probes maken DNA probes fluorescente tag geven
-> bepaalde genen van een chromosoom zitten in een bepaald territorium van de nucleus
-> binnen deze compartimenten zitten TAD en LAD domeinen
-> deze domeinen kunnen veranderen als cellen gaan differentiëren
-> bv. pluripotente stamcellen: bij ontwikkeling van cellen moeten genen aan/af staan
Genoom is 3D machinerie om genen tot expressie te brengen
Methodes ontwikkeld om de chromatine opvouwing te bestuderen: welke genen zitten samen in
een LAD of TAD domein?
1. Mapping: aspecten van ruimtelijk genoom meten (chromatinelussen, domeinen, nuclear
bodies)
2. Model building: experimentele waarnemingen worden geïnterpreteerd en ruimtelijke
modellen van de kern worden opgesteld
3. Pertubatie experimenten (bv. CRISPR cas): functionele validatie
Chromosomen kunnen gevisualiseerd worden in territoria
• Regulatie van genexpressie in 3 dimensies
• Regulatie van genexpressie door interacties tussen chromatine en proteïne complexen
• Genactivatie/silencing is geassocieerd met de repositionering van de locus naar andere
nucleaire compartimenten
Genoom wordt bekeken als een 3D machinerie om genen tot expressie te brengen
-> chromosomen worden gevisualiseerd in terretoria in de kern
-> genactiviteit en enzymactiviteit zijn afhankelijk van 3D structuur van genoom
Nucleaire compartimentalisatie als mechanisme van controle van genexpressie
-> opvouwing van het DNA en opvouwing met chromatine domeinen zorgt ervoor dat de
densiteit/elasticiteit van een vloeistof in de nucleus varieert
-> verschillende fases: lage en hoge densiteit
• Compact chromatide = viskeus → trage reactiekinetiek (kans dat NF-kB bindt op DNA is klein)
• Actief chromatide = waterig → snellere binding
• Genactivatie/repressie kan worden gereguleerd door fluïditeit
• Gradiënt van fluiditeit kan worden gevormd
• Genactivatie heeft te maken met diffusie eigenschappen van transcriptiefactoren in
verschillende fasen in de nucleus
• Gentranscriptie heeft te maken met reactiesnelheidsnelheid waarmee transcriptiefactoren
binden op DNA
o Bv. transcriptiefactoren
o O.b.v. sequentie van DNA kunnen we NF-kB bindingsmotieven zoeken
o Als NF-kB wordt geactiveerd in de cel en migreert naar de nucleus -> binding op
1000/10 000 plaatsen binden ookal hebben alle genen een NF-kB
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller AVL2. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $4.38. You're not tied to anything after your purchase.