и, «полнодоменние») транскрипти виявлені в цілому ряді геномних областей, і виявлена ??кореляція між початком синтезу цих транскриптів і активацією відповідних доменів генома. Так, продемонстровано, що в незрілих еритробластах курей, т. Е. Ще до початку активної транскрипції глобінових генів, здійснюється транскрипція протяжної геномної області, що включає кластер?-глобінових генів і 5'-кінцеві регуляторні елементи домену?-глобінових генів.
Висновок: кращою чутливістю до ДНКаза володіють не тільки активні гени, але і більш протяжні області генома, що включають ці гени. Існують особливі регуляторні елементи, контролюючі транскрипційний статус геномних доменів на рівні упаковки цих доменів в хроматиновий структури вищих порядків. Активні хроматіновие домени формуються у вигляді процессівного ацетилювання гістонів за участю гістонацетілаз, що містять бромодомен, який дізнається гистон НЗ, ацетильований по позиції К9. Процессівное ацетилирование гістонів може бути пов'язане з низкоуровневой транскрипцією. При цьому гістонацетілази і комплекси ремоделювання хроматину переміщаються уздовж генномного домену в комплексі з РНК-полімеразою II. Який би не був механізм процессівного ацетилювання гістонів, він ініціюється в області контролю локусу, енхансером або промоторі, де збирається необхідний для такої ініціації комплекс транскрипційних факторів.
Протягом багатьох років було прийнято вважати, що нормальним («заданим за умовчанням») станом хроматину є повністю неактивний стан, який виключає можливість транскрипції. Відповідно, передбачалося, що активний хроматин формується в локальних областях у відповідь на дію спеціальних сигналів. В останні роки стало очевидним, що «заданим за умовчанням» є якесь проміжне стан хроматину і що особлива ланцюг процесів необхідна для формування як активного, так і неактивного хроматину. Розкриттю механізмів формування неактивного хроматину в чому сприяло вивчення мутацій, що пригнічують так званий ефект положення (т. Е. Інактивацію гена, опинилося поруч з неактивним хроматиновими доменом - гетерохроматином). Така інактивація є наслідком спонтанного розширення гетерохроматинового домена. Відповідно, пригнічують ефект положення мутації, як правило, зачіпають гени, що кодують необхідні для формування гетерохроматина білки. Такими білками є ДНК-метилаза, гістонметілази, гістондезацетілази, білки, що зв'язуються з метилировали залишками цитозину в ДНК, і так звані «структурні білки гетерохроматина» (НР1 у вищих еукаріотів і Sir - білки у дріжджів) .У хребетних тварин одним з основних інструментів інактивації як протяжних геномних областей, так і окремих генів або груп генів є метилювання ДНК. Мішенню для роботи еукаріотичних ДНК-метилаз є симетрично розташовані залишки цитозину у складі CpG-динуклеотид. У клітинах існує підтримуюча ДНК-метилаз (Dnmtl - DNA methyltransferase 1), яка відновлює симетричний характер метилування після реплікації ДНК (рис. 8). У складі Dnmtl присутній особливий домен, що перешкоджає здійсненню метилування novo. На певному етапі ембріонального розвитку вся ДНК деметилюється і потім вибірково метіліруется de novo. Цей процес здійснюється особливою групою ДНК-метилаз (Dnmt3a, Dnmt3b). Яким чином на цій стадії забезпечується виборчий характер метилування певних генів або фрагментів геному, в даний момент не ясно. У клітці існує цілий клас білків, які зв'язуються з метилировали залишками цитозину. ДНК може ініціювати процес дезацетілірованія гістонів, результатом якого буде інактивація хроматинового домена. За допомогою метилювання ДНК інактивується транскрипція різних повторюваних послідовностей, транспозони і багатьох тканеспеціфічних генів.
Рис. 8. Метилирование ДНК
За підтримку метилювання ДНК відповідає фермент ДНК-метилтрансфераза 1 - Dnmtl. Зліва наведена схема структури Dnmtl, де відзначені різні функціональні домени білка. Сірим виділена частина ферменту, що перешкоджає здійсненню метилювання de novo. Схематично зображено (Б) результат роботи Dnmtl: після реплікації ДНК новосинтезовані молекули містять неметілірованние і полуметілірованние CpG-ді- нуклеотиди. Dnmtl перетворює полуметілірованние CpG в повністю метиловані, не зачіпаючи неметілірованние.Некоторие з цих білків, наприклад МЕСР2, містять репрес- бур'янистої домен і прямо пригнічують транскрипцію. Крім того, МЕСР2 здатний залучати Sin3-комплекс, що містить гістон- дезацетілази HDAC1 і HDAC2. Відповідно, метилювання
Спеціальним випадком інактивації протяжних геномних областей, здійснюються за участю метилування ДНК, є імпринтинг, т. е. виборче вимикання тільки одного з двох батьківських алелей. Класичним прикладом імпринтованих локусу є локус генів IGF2/H19 миші. Ген Н19 активний тільки на материнських хромосомах, а ген IGF2 - тільки на батьківських хромосомах. У встановленні і підтримці імпринтингу важливу роль відіграют...
