Bivalent chromatin
بائولینٹ کرومیٹن ڈی این اے کے حصے ہیں، جو ہسٹون پروٹین سے منسلک ہوتے ہیں، جن میں ایک ہی خطے میں ایپیجینیٹک ریگولیٹرز کو دبانا اور چالو کرنا دونوں ہوتے ہیں۔ یہ ریگولیٹر جین کے اظہار کو بڑھانے یا خاموش کرنے کے لیے کام کرتے ہیں۔ چونکہ یہ ریگولیٹر ایک دوسرے کے خلاف کام کرتے ہیں، اس لیے وہ عام طور پر مختلف اوقات میں کرومیٹن کے ساتھ تعامل کرتے ہیں۔ تاہم، بائی ویلینٹ کرومیٹن میں، دونوں قسم کے ریگولیٹرز ایک ہی وقت میں ایک ہی ڈومین کے ساتھ تعامل کر رہے ہیں۔ بائولینٹ کرومیٹن ڈومینز عام طور پر ٹرانسکرپشن فیکٹر جینز کے پروموٹروں سے وابستہ ہوتے ہیں جو کم سطح پر ظاہر ہوتے ہیں۔ بائیولینٹ ڈومینز بھی پلوری پوٹینٹ جنین کے تنوں کے خلیوں، جین امپرنٹنگ اور کینسر میں ترقیاتی ضابطے میں کردار ادا کرتے پائے گئے ہیں۔ بائولینٹ ایپیجینیٹک ریگولیٹرز بائولینٹ کرومیٹن ڈومینز پر ایک ساتھ پائے جانے والے سب سے عام مخالف ایپیجینیٹک ریگولیٹرز ہسٹون 3 لائسین 4 (H3K4me3) اور ہسٹون 3 لائسین 27 (H3K27me3) پر میتھیلیشن کے نشانات ہیں۔ H3K27me3 نشان جین کو خاموش کر دیتا ہے جبکہ H3K4me3 نشان جین کو مستقل طور پر خاموش نہ ہونے دیتا ہے، اور ضرورت پڑنے پر فعال کر دیتا ہے۔ جنین اسٹیم سیل اور امپرنٹڈ جین دونوں فعال (H3K4me3) اور جابرانہ (H3K27me3) نشانات سے وابستہ ہیں، کیونکہ وہ ایک جین کو اس وقت تک دبانے کی اجازت دیتے ہیں جب تک کہ ایکٹیویشن کی ضرورت نہ ہو۔ اگرچہ جینوم میں ایک ہی مقام پر H3K4me3 اور H3K27me3 کی مشترکہ لوکلائزیشن کے لیے وافر ثبوت موجود ہیں، لیکن زیادہ تر شواہد سے پتہ چلتا ہے کہ وہ ایک ہی مالیکیول پر نہیں ہوتے بلکہ ایک ہی نیوکلیوسوم کے اندر ہسٹون H3 کی مختلف کاپیوں پر ہو سکتے ہیں۔ جنین اسٹیم سیل اور ڈویلپمنٹ بائولینٹ کرومیٹن ڈومینز جنین اسٹیم (ای ایس) خلیوں میں پائے جاتے ہیں اور خلیوں کی تفریق میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ جب کسی ای ایس خلیے کو اس کی غیر متفرق حالت میں رکھا جاتا ہے، تو ڈی این اے کے دو جہتی ڈومینز کا استعمال ترقیاتی جینوں کو خاموش کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جو خلیوں کی تفریق کو متحرک کریں گے، جبکہ جینوں کو تیار اور فعال ہونے کے لیے تیار رکھیں گے۔ جب کسی ای ایس خلیے کو کسی مخصوص خلیے کے نسب میں فرق کرنے کا اشارہ ملتا ہے، تو تفریق کے لیے مخصوص ترقیاتی جینوں کو چالو کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ضروری ترقیاتی جینوں کو فعال کیا جائے گا اور دوسرے جین جو اس خلیے کے نسب کے لیے ضروری نہیں ہیں ان کو ان کے دو جہتی ڈومینز کے ذریعے دبایا جائے گا۔ بائی ویلینٹ ڈومینز پر پائے جانے والے H3K4me3 اور H3K27me3 کے نشانات یہ طے کرتے ہیں کہ آیا جنین اسٹیم سیل مختلف ہوتا ہے یا غیر متعین رہتا ہے (پلور پوٹینٹ حالت)۔ ایپیجینیٹک نشانات کچھ جینوں کے اظہار میں معاون ہوتے ہیں، اور پلوری پوٹینسی اور تفریق کے دوران دوسروں کو خاموش کرتے ہیں۔ H3K27me3 نشانیاں نشوونما پر قابو پانے والے جینوں کو دبانے اور خلیے کو فرق کرنے سے روکتی ہیں، تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ خلیہ کثرت کو برقرار رکھے۔ اگرچہ یہ نشان نسب پر قابو پانے والے جینوں کو دباتا ہے، لیکن یہ انہیں تفریق پر فعال کرنے کے لیے تیار رکھتا ہے۔ جب خلیے کو کسی مخصوص قسم کے خلیے میں فرق کرنے کا اشارہ ملتا ہے، تو H3K27me3 کو تفریق کے لیے درکار جینوں سے ہٹا دیا جائے گا، جبکہ H3K27me3 ترقیاتی کنٹرول جینوں کے جبر کو برقرار رکھتا ہے جو منتخب کردہ نسب کے لیے غیر ضروری ہیں۔ بائی ویلینٹ کرومیٹن کو حل کرنے کے ترقیاتی طور پر منظم عمل کو اے ٹی پی-کرومیٹن ریموڈیلرز جیسے ایس ڈبلیو آئی/ایس این ایف کی سرگرمی سے مدد ملتی ہے، جو بائی ویلینٹ کرومیٹن سے پولی کامب گروپ پروٹین کو نکالنے کے لیے اے ٹی پی کو ہائیڈرولائز کرتے ہیں۔ ایک مخصوص خلیے کا نسب دینے کے لیے H3K4me3 کے ذریعے ریگولیٹرز کا صرف ایک مخصوص ذیلی سیٹ چالو کیا جائے گا۔ یہ نشان تفریق پر ترقیاتی ریگولیٹرز کو متحرک کرتا ہے، اور تفریق کے لیے درکار جینز کو زیادہ موثر بناتا ہے۔ فعال H3K4me3 کا نشان ہونا ٹرانسکرپشن ریپریسرز کو پسپا کرکے اور جابرانہ ڈی این اے میتھیلیشن کو روک کر جینز کو مستقل طور پر خاموش ہونے سے بچاتا ہے۔ ایک بار جب خلیہ کسی مخصوص قسم کے خلیے سے الگ ہو جاتا ہے تو صرف ایک نشان کرومیٹن سے وابستہ رہتا ہے۔ امپرنٹنگ وہ عمل ہے جس کے ذریعے ایک پیرنٹل ایلیل کو خاموش کیا جاتا ہے جبکہ دوسرے پیرنٹ سے ایلیل کا اظہار کیا جاتا ہے۔ انسانی جی آر بی 10 جین امپرنٹڈ جین کے اظہار کو ظاہر کرتا ہے، اور چوہوں میں، یہ امپرنٹڈ جی آر بی 10 اظہار بائیولینٹ کرومیٹن کی موجودگی سے فعال ہوتا ہے۔ چوہوں میں جی آر بی 10 جین میں ایک دو طرفہ ڈومین ہوتا ہے جو H3K4me3 اور H3K27me3 ترمیم کو ایک آلے کے طور پر استعمال کرتا ہے تاکہ ایک والدین سے جین کا اظہار کیا جا سکے جبکہ دوسرے کو خاموش کر دیا جاتا ہے۔ یہ جین کو ایک مخصوص ٹشو میں صرف ایک والدین کے ذریعے ظاہر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ زیادہ تر جسمانی بافتوں میں، جی آر بی 10 جین کا اظہار ماؤں کے ایلیل سے ہوتا ہے، سوائے دماغ کے جہاں اس کا اظہار پدرانہ ایلیل سے ہوتا ہے۔ H3K4me3 اور H3K27me3 کے نشانات جین کے پدرانہ ایلیل پر استعمال کیے جاتے ہیں تاکہ اسے دماغ کے علاوہ تمام بافتوں میں خاموش رکھا جا سکے۔ وہی میتھیلیشن کے نشانات دماغ کے بافتوں میں جین کے ماؤں کے ایلیل پر استعمال ہوتے ہیں۔ جب جینوں کا اظہار کیا جا رہا ہوتا ہے تو H3K27me3 جابرانہ نشان دو طرفہ ڈومین سے ہٹا دیا جاتا ہے۔ حوالہ جات سالماتی جینیات