Embora todas as células somáticas contenham a mesma informação genética, as células do fígado dividem para formar apenas células do fígado, e células da pele dividem em células novas células da pele. Cada tipo de tecido tem uma embalagem específica de cromatina e modificações de histona, que resultam em expressão distinta do gene padrões. Estas características estruturais da cromatina, tais como o centrómero, o heterocromatina, e as regiões de eucromatina, são epigeneticamente herdadas, 00 significando que suas características são passadas 00:00 32.970 00:00:35.280 da mãe à célula filha além do material genético.

Isto significa que os fenótipos tecido-específicos do fígado ou da pele ou de outras células especializadas são passados sobre durante cada rodada da divisão da célula sem a necessidade de mudanças no material genético. Uma nova formação centrómero no DNA recém-sintetizado começa com a ligação de histona H3 variante CEFP-A para o DNA satélite rico em AT para formar nucleossomas específicos. Uma vez iniciado, a estrutura seletivamente recruta mais as histonas de CENP-A para sua vizinhança de uma maneira cooperativa.

Durante a replicação do DNA, a histona octâmero antes da bifurcação de replicação é quebrada em dois dímeros H2A/H2B e tetrâmetro H3/H4. Os dois dímeros H2A/H2B são completamente removidos do octâmero, enquanto os tetrâmeros H3/H4 são frouxamente ligados ao DNA e distribuídos aleatoriamente para fios da filha. Tetrâmeros recém-sintetizados H3/H4 são então adicionados a ambas as vertentes para preencher os espaços.

Isto é seguido pela adição de dois dímeros H2A/H2B, metade dos quais são as moléculas originais e a outra metade são novas, para completar o octâmero. Em leveduras, após replicação de DNA, a acetilação de histona H3 na cadeia recém sintetizada marca a eucromatina, enquanto a deacetilação de histona H3 00:02:09.050 00:02:11.960 estabelece a localização compacta dos domínios de cromatina e heterocromatina A histona H3 metilação resulta na condensação de cromatina. Após a replicação do DNA, as histonas metiladas são distribuídos aleatoriamente nas vertentes filhas, que então associam-se com a enzima histona metiltransferase para metilar a histona H3 em octâmeros recém-sintetizados.

A inativação do cromossomo X é outro exemplo da herança da estrutura da cromatina. Mamíferos do sexo feminino recebem dois cromossomos X e machos recebem apenas um. Em fêmeas, um dos cromossomos X é inativado em um fenômeno chamado compensação de dosagem.

Aqui, um RNA longo, não-codificado, XIST, inicia X-inativação ligando a todo o comprimento de um cromossomo X-Na fase embrionária. Posteriormente, o cromossomo é mantido neste modo inativo em divisões sucessivas de célula através de todas as células somáticas.

Epigenética é o estudo de alterações herdadas no fenótipo de uma célula sem alterar as sequências de DNA. Fornece uma forma de memória para o padrão diferencial de expressão genética para manter a linhagem celular, o efeito de posição variegado, a compensação de dosagem, e a manutenção de estruturas da cromatina, como telómeros e centrómeros. Por exemplo, a estrutura e a localização do centrómero nos cromossomas são herdadas epigeneticamente. A sua funcionalidade não é ditada nem garantida pela sequência de DNA subjacente, mas sim pela organização da cromatina e variantes de histonas. Uma vez estabelecida, a organização e as funções do centrómero permanecem estavelmente herdadas por diversas divisões celulares.

As histonas são centrais para a herança epigenética

No nucleossoma, tanto o DNA como as histonas são quimicamente modificados. O DNA é metilado nos resíduos de citosina, e as histonas são metiladas, acetiladas, ou fosforiladas. Cada uma dessas modificações constitui um sinal chamado código de histonas. Os recentes avanços destacam a metilação como uma marca epigenética genuína, e a complexidade da cromatina como o principal portador de marcas epigenéticas. A presença de variantes de histonas em locais e tempos específicos aumenta a complexidade da organização da cromatina. Por exemplo, a variante de histonas H3 CENP-A é incorporada em um nucleossoma de forma independente da síntese de DNA, resultando em um nucleossoma invulgarmente estável.

Herança de histonas

A metilação do DNA, deposição de histonas em cadeias deDNA, e modificações pós-translacionais de histonas ou código de histonas estão ligadas a maquinaria de replicação. PCNA, um factor de processividade do DNA, é a proteína vital que liga a replicação do DNA à herança de marcas epigenéticas. No garfo de replicação, os nucleossomas são deslocados de tal forma que os dímeros H2A-H2B são totalmente removidos do garfo de replicação. Os tetrâmeros H3-H4 parentais são então distribuídos para as novas cadeias, seguidos da colocação de subunidades de histonas recém-sintetizadas em histonas parentais para completar os nucleossomas.

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