細胞分裂中の染色体複製のプロセスには、ゲノムワイドな破壊とクロマチンの再集合が必要です。クロマチン構造は、系統の増殖を確実にするために、娘細胞内で正確に継承、再組み立て、および維持されなければなりません。

クロマチンの基本単位はヌクレオソームであり、八量体ヒストンタンパク質に巻き付けられたDNAと、個々のヌクレオソームを分離する短いリンカーDNAで構成されています。ヌクレオソーム内のヒストンタンパク質は、N末端がコアから突き出ており、クロマチンの構造と機能を調節するさまざまな共有結合修飾の部位を提供します。

複製中、DNAがほどけると、親のヌクレオソームが破壊され、ヒストンタンパク質が放出されます。複製が進行し、娘鎖が形成されると、親ヒストンとS期に合成された追加のヒストンタンパク質が集合し、ヌクレオソームの形成が可能になります。

DNAのヒストンやその他のエピジェネティックドメインの翻訳後修飾も、娘ゲノムで忠実に再現されます。

クロマチン構造が遺伝子発現に影響を与える

細胞内では、制御DNA配列とコードDNA配列がヌクレオソーム内にほとんど隠されているため、ゲノムの大部分は転写因子にアクセスできないままです。遺伝子が発現するためには、転写因子が結合するためのアクセス可能な部位を作り出すこと、またヒストンを改変してクロマチン構造を再編成し、転写に適した環境を作り出すことが必要です。

特定の調節因子複合体は、ヌクレオソームの置換または破壊によってクロマチンの局在領域を開くことに関与しています。ヒストンテールの翻訳後修飾は、活性または不活性な転写状態を維持するのに役立ちます。ヒストンテールの特異的な修飾は、DNAの圧縮レベルを緩和し、ヌクレオソームの不安定化と置換を促進し、遺伝子発現に影響を与える転写機構へのアクセスを提供します。