الكروماتين الحقيقي

الكروماتين الحقيقي (ويُسمى أيضًا " الكروماتين المفتوح ") هو شكلٌ خفيف التراص من الكروماتين ( الحمض النووي DNA ، والحمض النووي RNA ، والبروتين ) غنيٌّ بالجينات ، وغالبًا ما يكون (ولكن ليس دائمًا) في حالة نسخ نشطة . ويختلف الكروماتين الحقيقي عن الكروماتين المغاير ، الذي يكون متراصًا بإحكام وأقل عرضةً للنسخ. 92% من الجينوم البشري كروماتين حقيقي. ^{[ 1 ]}

في حقيقيات النوى ، يشكل الكروماتين الحقيقي الجزء الأكثر نشاطًا من الجينوم داخل نواة الخلية . أما في بدائيات النوى ، فيُعد الكروماتين الحقيقي الشكل الوحيد للكروماتين الموجود؛ وهذا يشير إلى أن بنية الكروماتين المغاير تطورت لاحقًا مع النواة، ربما كآلية للتعامل مع تزايد حجم الجينوم.

يتكون الكروماتين الحقيقي من وحدات فرعية متكررة تُعرف بالنيوكليوسومات ، تُشبه مجموعة من الخرز غير المطوي على خيط، ويبلغ  قطرها حوالي 11 نانومترًا. ^{[ 2 ]} في قلب هذه النيوكليوسومات توجد أربعة أزواج من بروتينات الهيستون : H3 و H4 و H2A و H2B . ^{[ 2 ]} يمتلك كل بروتين هيستون أساسي بنية "ذيلية" يمكن أن تختلف بعدة طرق؛ ويُعتقد أن هذه الاختلافات تعمل كـ"مفاتيح تحكم رئيسية" من خلال حالات المثيلة والأسيتلة المختلفة ، والتي تُحدد الترتيب العام للكروماتين. ^{[ 2 ]} يلتف حوالي 147 زوجًا من قواعد الحمض النووي حول ثمانيات الهيستون، أو ما يقل قليلًا عن لفتين من اللولب. ^{[ 3 ]} ترتبط النيوكليوسومات على طول الشريط معًا عبر الهيستون H1 ، ^{[ 4 ]} ومساحة قصيرة من الحمض النووي الرابط المفتوح ، تتراوح من 0 إلى 80 زوجًا قاعديًا تقريبًا. ويكمن الفرق الرئيسي بين بنية الكروماتين الحقيقي والكروماتين المغاير في أن النيوكليوسومات في الكروماتين الحقيقي تكون متباعدة على نطاق أوسع بكثير، مما يسمح بوصول أسهل لمختلف المركبات البروتينية إلى شريط الحمض النووي، وبالتالي زيادة نسخ الجينات. ^{[ 2 ]}

يُشبه الكروماتين الحقيقي مجموعة من الخرز على خيط عند التكبيرات العالية. ^{[ 2 ]} ومن مسافة أبعد، قد يُشبه كرة من الخيوط المتشابكة، كما هو الحال في بعض صور المجهر الإلكتروني . ^{[ 5 ]} في كلٍ من الصور المجهرية الضوئية والإلكترونية، يظهر الكروماتين الحقيقي بلون أفتح من الكروماتين المغاير - الموجود أيضًا في النواة ويظهر بلون داكن ^{[ 6 ]} - نظرًا لبنيته الأقل كثافة. ^{[ 5 ]} عند تصوير الكروموسومات ، كما في مخطط الكروموسومات ، تُستخدم تقنية التلوين الخلوي لتلوين الكروموسومات. تسمح لنا هذه التقنية برؤية أي أجزاء الكروموسوم تتكون من الكروماتين الحقيقي أو الكروماتين المغاير، وذلك لتمييز الأقسام الفرعية الكروموسومية، أو التشوهات، أو إعادة الترتيب. ^{[ 7 ]} ومن الأمثلة على ذلك التلوين G ، المعروف أيضًا بتلوين جيمسا ، حيث يظهر الكروماتين الحقيقي بلون أفتح من الكروماتين المغاير. ^{[ 8 ]}

يُنظَّم الكروماتين الحقيقي بشكل أساسي عن طريق تعديلات ما بعد الترجمة التي تُجرى على هيستونات النيوكليوسومات ، بواسطة العديد من الإنزيمات المُعدِّلة للهيستونات . تحدث هذه التعديلات على النهايات الأمينية للهيستونات البارزة من بنية النيوكليوسوم، ويُعتقد أنها تستقطب الإنزيمات إما للحفاظ على الكروماتين في شكله المفتوح، أي الكروماتين الحقيقي، أو في شكله المغلق، أي الكروماتين المغاير. ^{[ 21 ]} على سبيل المثال، يرتبط أستلة الهيستون عادةً ببنية الكروماتين الحقيقي، بينما يُعزز مثيلة الهيستون إعادة تشكيل الكروماتين المغاير. ^{[ 22 ]} تجعل الأستلة مجموعة الهيستون أكثر سلبية الشحنة، مما يُعطِّل بدوره تفاعلاتها مع شريط الحمض النووي، وبالتالي "يفتح" الشريط لتسهيل الوصول إليه. ^{[ 21 ]} يمكن أن تحدث عملية الأسيتلة على بقايا الليسين المتعددة في الذيل الطرفي N للهيستون وفي هيستونات مختلفة لنفس النيوكليوسوم، وهو ما يُعتقد أنه يزيد من إمكانية وصول عوامل النسخ إلى الحمض النووي . ^{[ 21 ]}

يُعدّ فسفرة الهستونات إحدى طرق تنظيم الكروماتين الحقيقي. ^{[ 21 ]} يحدث هذا عادةً على النهايات الأمينية للهستونات، مع وجود بعض المواقع في النواة. ^{[ 21 ]} تُسيطر الكينازات والفوسفاتازات على عملية الفسفرة ، حيث تُضيف الكينازات مجموعات الفوسفات إلى الهستونات، بينما تُزيلها الفوسفاتازات. يمكن أن يحدث هذا عند بقايا السيرين أو الثريونين أو التيروسين الموجودة في الكروماتين الحقيقي. ^{[ 21 ] [ 22 ]} بما أن مجموعات الفوسفات المُضافة إلى البنية تحمل شحنة سالبة، فإنها تُعزز الشكل "المفتوح" الأكثر استرخاءً، على غرار الأسيتلة. ^{[ 22 ]} أما من الناحية الوظيفية، فتُشارك فسفرة الهستونات في التعبير الجيني، وإصلاح تلف الحمض النووي، وإعادة تشكيل الكروماتين . ^{[ 22 ]}

هناك طريقة أخرى للتنظيم تتضمن شحنة سالبة، مما يُفضّل الشكل "المفتوح"، وهي إضافة ريبوز الأدينوزين ثنائي الفوسفات (ADP) . ^{[ 22 ]} تُضيف هذه العملية وحدة أو أكثر من وحدات ريبوز الأدينوزين ثنائي الفوسفات إلى الهيستون، وتشارك في مسار الاستجابة لتلف الحمض النووي . ^{[ 22 ]}

• إنزيمات تعديل الهيستون
• الكروماتين المغاير التكويني