Bivalent chromatin
बाइवेलेन्ट क्रोमैटिन डी. एन. ए. के खंड हैं, जो हिस्टोन प्रोटीन से बंधे होते हैं, जिनमें एक ही क्षेत्र में एपिजेनेटिक नियामकों को दबाना और सक्रिय करना दोनों होते हैं। ये नियामक जीन की अभिव्यक्ति को बढ़ाने या शांत करने का काम करते हैं। चूँकि ये नियामक एक दूसरे के खिलाफ काम करते हैं, वे आम तौर पर अलग-अलग समय पर क्रोमैटिन के साथ बातचीत करते हैं। हालांकि, द्विगुणित क्रोमैटिन में, दोनों प्रकार के नियामक एक ही समय में एक ही डोमेन के साथ बातचीत कर रहे हैं। द्विगुणित क्रोमैटिन क्षेत्र आम तौर पर प्रतिलेखन कारक जीन के प्रवर्तकों के साथ जुड़े होते हैं जो निम्न स्तरों पर व्यक्त किए जाते हैं। द्विगुणित क्षेत्र भी प्लुरिपोटेंट भ्रूण स्टेम कोशिकाओं, जीन छाप और कैंसर में विकासात्मक विनियमन में भूमिका निभाते पाए गए हैं। बाइवेलेन्ट एपिजेनेटिक रेगुलेटर बाइवेलेन्ट क्रोमैटिन डोमेन पर एक साथ पाए जाने वाले सबसे आम विरोधी एपिजेनेटिक रेगुलेटर हिस्टोन 3 लाइसिन 4 (H3K4me3) और हिस्टोन 3 लाइसिन 27 (H3K27me3) पर मिथाइलेशन निशान हैं। H3K27me3 चिह्न जीन को शांत कर देता है जबकि H3K4me3 चिह्न जीन को स्थायी रूप से शांत नहीं होने देता है, और आवश्यकता पड़ने पर सक्रिय हो जाता है। भ्रूण स्टेम कोशिकाएं और मुद्रित जीन सक्रिय (H3K4me3) और दमनकारी (H3K27me3) दोनों निशानों से जुड़े होते हैं, क्योंकि वे सक्रियण की आवश्यकता होने तक एक जीन को दबाए रखने की अनुमति देते हैं। हालांकि जीनोम में एक ही स्थान पर H3K4me3 और H3K27me3 के सह-स्थानीयकरण के लिए प्रचुर प्रमाण हैं, अधिकांश साक्ष्य बताते हैं कि वे एक ही अणु पर नहीं होते हैं, लेकिन एक ही न्यूक्लियोसोम के भीतर हिस्टोन H3 की विभिन्न प्रतियों पर हो सकते हैं। भ्रूण स्टेम कोशिकाएँ और विकास बाइवेलेन्ट क्रोमैटिन डोमेन भ्रूण स्टेम (ई. एस.) कोशिकाओं में पाए जाते हैं और कोशिका विभेदन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जब एक ई. एस. कोशिका को उसकी अविभाजित स्थिति में रखा जाता है, तो डी. एन. ए. के द्विगुणित क्षेत्रों का उपयोग विकासात्मक जीनों को शांत करने के लिए किया जाता है जो जीनों को तैयार और सक्रिय करने के लिए तैयार रखते हुए कोशिका विभेदन को सक्रिय करेंगे। जब एक ई. एस. कोशिका को एक निर्दिष्ट कोशिका वंश में अंतर करने के लिए एक संकेत प्राप्त होता है, तो विभेदन के लिए विशिष्ट विकासात्मक जीन को सक्रिय करने की आवश्यकता होती है। आवश्यक विकासात्मक जीन सक्रिय हो जाएंगे और अन्य जीन जो उस कोशिका वंश के लिए आवश्यक नहीं हैं, उन्हें उनके द्विगुणित क्षेत्रों के माध्यम से दबा दिया जाएगा। द्विगुणित डोमेन पर पाए जाने वाले H3K4me3 और H3K27me3 निशान यह नियंत्रित करते हैं कि भ्रूण स्टेम सेल अलग होती है या अनिर्दिष्ट रहती है (प्लुरिपोटेंट स्थिति)। एपिजेनेटिक निशान कुछ जीनों की अभिव्यक्ति में योगदान करते हैं, और प्लुरिपोटेंसी और विभेदन के दौरान दूसरों को शांत करते हैं। H3K27me3 विकासात्मक नियंत्रण जीन को दबाता है और कोशिका को अंतर करने से रोकता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोशिका प्लुरिपोटेंसी बनाए रखती है। हालाँकि यह निशान वंश नियंत्रण जीन को दबा देता है, लेकिन यह उन्हें विभेदन पर सक्रियण के लिए तैयार रखता है। जब कोशिका को एक विशिष्ट प्रकार की कोशिका में अंतर करने के लिए संकेत प्राप्त होता है, तो H3K27me3 को विभेदन के लिए आवश्यक जीन से हटा दिया जाएगा, जबकि H3K27me3 विकासात्मक नियंत्रण जीन के दमन को बनाए रखता है जो चुने हुए वंश के लिए अनावश्यक हैं। बाइवेलेंट क्रोमैटिन को हल करने की विकासात्मक रूप से विनियमित प्रक्रिया को एस. डब्ल्यू. आई./एस. एन. एफ. जैसे ए. टी. पी.-क्रोमैटिन रीमॉडलर की गतिविधि से सहायता मिलती है, जो बाइवेलेंट क्रोमैटिन से पॉलीकोम्ब-समूह प्रोटीन को बाहर निकालने के लिए ए. टी. पी. को हाइड्रोलाइज करते हैं। एक निश्चित कोशिका वंशावली देने के लिए H3K4me3 द्वारा नियामकों का केवल एक विशिष्ट उपसमुच्चय सक्रिय किया जाएगा। यह चिह्न विभेदन पर विकासात्मक नियामकों को सक्रिय करता है, और विभेदन के लिए आवश्यक जीन को अधिक कुशल बनाता है। सक्रिय एच3के4एमई3 चिह्न होने से प्रतिलेखन दमनकों को पीछे हटाकर और दमनकारी डीएनए मिथाइलेशन को अवरुद्ध करके जीन को स्थायी रूप से चुप होने से बचाया जा सकता है। एक बार जब कोशिका एक विशिष्ट प्रकार की कोशिका से अलग हो जाती है तो केवल एक निशान क्रोमैटिन से जुड़ा रहता है। इम्प्रिंटिंग इम्प्रिंटिंग वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक पेरेंटल एलील को शांत किया जाता है जबकि दूसरे पेरेंट से एलील को व्यक्त किया जाता है। मानव जी. आर. बी. 10 जीन मुद्रित जीन अभिव्यक्ति प्रदर्शित करता है, और चूहों में, यह मुद्रित जी. आर. बी. 10 अभिव्यक्ति द्विगुणित क्रोमैटिन की उपस्थिति से सक्षम होती है। चूहों में जीआरबी10 जीन में एक द्विगुणित क्षेत्र होता है जो एच3के4एमई3 और एच3के27एमई3 संशोधनों का उपयोग एक माता-पिता से जीन को व्यक्त करने के लिए एक उपकरण के रूप में करता है जबकि दूसरे को चुप कर दिया जाता है। यह एक विशिष्ट ऊतक में केवल एक अभिभावक द्वारा जीन को व्यक्त करने की अनुमति देता है। अधिकांश शारीरिक ऊतकों में, जी. आर. बी. 10 जीन मातृ एलील से व्यक्त किया जाता है, मस्तिष्क को छोड़कर जहां यह पैतृक एलील से व्यक्त किया जाता है। मस्तिष्क को छोड़कर सभी ऊतकों में इसे शांत रखने के लिए जीन के पैतृक एलील पर H3K4me3 और H3K27me3 निशान का उपयोग किया जाता है। मस्तिष्क के ऊतकों में जीन के मातृ एलील पर समान मिथाइलेशन निशान का उपयोग किया जाता है। जब जीन को व्यक्त किया जा रहा होता है तो H3K27me3 दमनकारी निशान द्विगुणित क्षेत्र से हटा दिया जाता है। संदर्भ आणविक आनुवंशिकी