In dit document is week 3 van genoombiologie samengevat. Dit betekent dus dat alle kennisclips hierin zijn verwerkt inclusief ondersteunde afbeeldingen. Ook andere aspecten die aan bod zijn gekomen deze week staat in deze samenvatting.
Epigenetica betekent letterlijk: bovenop de genetica. Epigenetica gaat dus over de code die
bovenop de DNA volgorde ligt zodat zonder dat er veranderingen in de DNA sequentie zijn,
het DNA zich wel anders kan gedragen in een bepaalde cel/organisme (komt dus door de
modificaties die op het chromatine zitten).
Een belangrijk gegeven bij chromatine onderzoek is dat het niet altijd duidelijk is wat de
oorzaak is van een verandering/ wat is het gevolg. Bijvoorbeeld, transcriptie is vaak
gekoppeld aan acetylatie van histonen. Is het zo dat het eerst de histoneiwitten geacetyleerd
worden zodat transcriptie daarna beter gaat óf wordt
de transcriptie geactiveerd en heb je als resultaat
geacetyleerde histoneiwitten. Deze basale verbanden
zijn niet zo heel helder. Er was veel beschrijvend
bewijs, door middel van epigenomic profiling zodat
men erachter kwam welke stukken chromatine welke
veranderingen hadden & is dit gecorreleerd met actief
chromatine of juist heterochromatine. Door de
beschrijving en correlaties kan men uitgaan van
inferred functions. Echter wil men naar causaal,
zodat men weet wat het effect is van een verandering
en wat heeft dat voor resultaat.
Dit alles maakt dat er niet een simpele epigenetische code is. Dit is omdat er vaak meerdere
veranderingen op dezelfde plek plaatsvinden zodat het lastig wordt om hieruit een duidelijke
conclusie te vormen.
De histoneiwitten zijn onderdeel van het nucleosoom, en het is belangrijk
om te begrijpen hoe deze in het genoom zitten gecodeerd. Bij de mens
is chromosoom 6 een van de plekken waar histongenen op liggen. De
histoneiwitten die hier gecodeerd worden zijn de ‘basis histoneiwitten’
die in de meeste nucleosomen aanwezig zijn. Op een klein stukje
chromosoom ligt een grote cluster aan histoneiwitten. Echter worden ze
wel op meerdere plekken op chromosoom 6 gecodeerd. Hiernaast is
alleen op chromosoom 6 te zien, maar er zijn meerdere plekken op het
genoom waar histoneiwitten gecodeerd worden.
H2A en H2B wordt divergent afgelezen, dus die hebben één promotor
die beide genen afschrijft (van het midden naar buiten). Ook histon 3 & 4
worden gelijktijdig afgeschreven. Dit is goed, want deze histoneiwitten
moeten ook in balans zijn met elkaar.
Behalve de standaard histoneiwitten, zijn er ook allerlei histon
varianten. Van H2B zijn er vrij veel varianten, en van H3 zijn er ook wat varianten. Histon 2B
heeft maar twee varianten, en dit zijn ook testis specifieke varianten, aangezien het
chromatine in de testis weer anders verpakt zit. Histon 4 heeft maar één variant, en dat is de
standaard variant.
De histoneiwitten worden gemaakt in het cytoplasma door ribosomen. Echter zijn deze
eiwitten erg positief geladen, dus ze zouden van nature heel veel interacties aangaan. Om
dit te voorkomen & om pas ingebouwd te worden op het juiste moment, worden deze
histoneiwitten gekoppeld aan chaperonne-eiwitten. Deze binden aan histoneiwitten &
zorgen ervoor dat ze naar de kern kunnen gaan en uiteindelijk uitgewisseld kunnen worden
of juist worden ingebouwd in een nieuw nucleosoom (na DNA replicatie).
, De nucleosomen zijn dus opgebouwd
uit 8 histon eiwitten (2x 4). In de meeste
gevallen zijn er de homotypische
nucleosomen, maar in sommige
gevallen is er een histon variant
aanwezig in het nucleosoom. Als er
bijvoorbeeld van H2A maar één normale
variant is, en één afwijkende variant dan
ontstaat er een heterotypisch nucleosoom. Dit nucleosoom heeft gewoon iets andere
eigenschappen.
De varianten van de histoneiwitten hebben soms een iets andere N-terminale staart, wat dus
betekent dat ze niet altijd dezelfde modificaties hebben als een normale histon variant.
Histon 3.3 is sterk gekoppeld / gecorreleerd is met actief chromatine. Deze wordt replicatie
onafhankelijk ingebouwd, en als een gen actief wordt afgeschreven dan zal nadat de
polymerase er voorbij is niet de normale H3 ingebouwd worden maar de H3.3. Men denkt dat
de H3.3 is iets toegankelijker waardoor de volgende ronde van transcriptie makkelijker wordt.
Op het moment dat alle H3.3 vervangen wordt door H3.2 (normale H3) of andersom, dan
zullen de cellen normaal functioneren.
Dus wat is dan het belang van een H3.3 variant? Het grootste verschil tussen deze twee
varianten zit in de regulatie. De H3 variant worden voornamelijk tijdens de S-fase
geactiveerd aangezien ze nodig zijn bij de replicatie, terwijl de H3.3 vooral bij actieve
transcriptie nodig is.
Een ander histon-eiwit dat een
belangrijke functie heeft is de H2A.Z. Dit
komt voor bij de positie van de
transcriptie startsite. In het nucleosoom
links en rechts van het transcriptie
startsite, waar de RNA polymerase gaat
starten om het mRNA te synthetiseren,
worden vaak H2A.Z eiwitten ingebouwd in het nucleosoom. Het idee is dat de nucleosomen
zo wat toegankelijker zijn zodat hier een mooi stuk open DNA beschikbaar is: a nucleosome
depleted region. Dit betekent dus dat het toegankelijk is voor transcriptie factoren & andere
factoren om op het DNA te binden. Het is belangrijk dat het alleen op deze positie gebeurd,
want bij een misplaatsing van een H2A.Z kan er een foutieve start van een RNA polymerase
plaatsvinden. Dus om de juiste initiatie van transcriptie te hebben is de positionering van de
H2A.Z heel belangrijk. Daarnaast is er een soort feedback mechanisme, waarbij een fout
ingebouwde H2A.Z wordt verwijderd.
In planten heeft men ook andere functies van H2A.Z gevonden. Want het bleek dat
nucleosomen met H2A.Z niet alleen bij de transcriptie startsite voorkomen, maar ook wat
verder op in de promotor / regulatoire deel van het gen. Hier heeft H2A.Z een regulatoire
functie met name voor thermogevoeligheid. In dit geval is H2A.Z gekoppeld aan repressie
van het gen, terwijl als het bij de transcriptie startsite zit dan helpt het juist mee aan de
expressie van het gen. Als de
temperatuur hoger wordt, gaat het
nucleosoom makkelijk los en kan een
factor binden waardoor transcriptie kan
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 wannabedoctor. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.00. You're not tied to anything after your purchase.
