Zgradba očetovega kromatina pri sesalcih: zamenjava histonov s protamini in reprogramiranje po oploditvi

Uvod

Prenos genetskih informacije iz očeta na potomce je zelo kompleksen proces, ki zahteva natančno reorganizacijo in regulacijo kromatina. Ta reorganizacija ni pomembna le za uspešno oploditev, ampak tudi pri pravilnemu začetku embrionalnega razvoja.

Osnovna organizacija kromatina

V evkariontskih celicah je DNA zelo dolga molekula, ki je zapakirana okoli oktamerov histonov. Kompleks DNA in histonov imenujemo nukleosom. Zgoščena strukuta kromatina v nukleosome omogoča poleg zgoščenosti tudi regulacijo dostopnosti genov, kar je ključno za procese, kot so transkripcija, replikacija in popravilo DNA. Kromatin je dinamična struktura. Ključno vlogo pri tem imajo posttranslacijske modifikacije histonov, kot so acetilacija in metilacija. Te modifikacije vplivajo na interakcije med DNA in histoni in določajo ali bodo geni dostopni za prepisovanje ali ne. Nekatere modifikacije spodbujajo izražanje, druge pa ga zavirajo. Ene glavnih histonskih motifikacij so na na H3. To so H3K4me3, H3K9ac in H3K27me3, ki različno uravnavajo gensko izražanje. H3K4me3 in H3K9ac sta povezani z odprtim kromatinom in aktivnimi geni ter omogočata prepisovanje. H3K27me3 pa označuje utišane gene, do katerih pride zaradi zgoščevanja kromatina. [1]

Viri

Arévalo, Lena & Merges, Gina & Schneider, Simon & Schorle, Hubert. (2022). Protamines: lessons learned from mouse models. Reproduction. 164. 10.1530/REP-22-0107. ​

Okada, Y., Yamaguchi, K. Epigenetic modifications and reprogramming in paternal pronucleus: sperm, preimplantation embryo, and beyond. Cell. Mol. Life Sci. 74, 1957–1967 (2017). https://doi.org/10.1007/s00018-016-2447-z​

Burton, A., Torres-Padilla, ME. Epigenome dynamics in early mammalian embryogenesis. Nat Rev Genet 26, 587–603 (2025). https://doi.org/10.1038/s41576-025-00831-4 ​

​