真核基因的转录与染色质的结构变化相关
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真核基因的转录与染色质的结构变化相关
真核基因组DNA绝大部分都在细胞核内与组蛋白等结合成染色质，染色质的结构、染色质中DNA和组蛋白的结构状态都影响转录。
1．染色质结构影响基因转录
细胞分裂时染色体的大部分到间期时松开分散在核内，称为常染色质(euchromatin)，松散的染色质中的基因可以转录。染色体中的某些区段到分裂期后不像其他部分解旋松开，仍保持紧凑折叠的结构，在间期核中可以看到其浓集的斑块，称为异染色质(heterochromatin)，其中从未见有基因转录表达，原本在常染色质中表达的基因如移到异染色质内也会停止表达。哺乳类雌体细胞2条X染色体，到间期一条变成异染色质者，这条X染色体上的基因就全部失活。所以，紧密的染色质结构阻止基因表达。
2．组蛋白的作用
早期体外实验观察到组蛋白与DNA结合阻止DNA上基因的转录，去除组蛋白基因又能够转录。组蛋白是碱性蛋白质，带正电荷，可与DNA链上带负电荷的磷酸基相结合，从而遮蔽了DNA分子，妨碍了转录，可能扮演了非特异性阻遏蛋白的作用。染色质中的非组蛋白成分具有组织细胞特异性，可能消除组蛋白的阻遏，起到特异性的去阻遏促转录作用。
活跃转录的染色质区段，富含赖氨酸的组蛋白(H1组蛋白)水平降低，组蛋白2A／2B(H2A／H2B)二聚体不稳定性增加、组蛋白发生乙酰化(acetylation)、泛素化(ubiquitination)和组蛋白3(H3)巯基化等现象，这些都是核小体不稳定或解体的因素或指征。转录活跃的区域也常缺乏核小体的结构。这些都表明核小体结构影响基因转录。
3．转录活跃区域对核酸酶作用敏感度增加
染色质DNA经DNase I作用后，通常会被降解成100bp和400bP的片段，反映了完整的核小体规则的重复结构。但活跃进行转录的染色质区域受DNase I消化后，常出现100～200bp的DNA片段，且长短不均一，说明其DNA受组蛋白掩盖的结构有变化，出现了对DNase I的高敏感点(hypersensitivesite)。这种高敏感点常出现在转录基因的5’端、3’端或在基因上，多在调控蛋白结合位点附近。该区域核小体的结构发生变化，可能有利于调控蛋白结合而促进转录。
4．DNA拓扑结构变化
天然双链DNA的构象大多是负性超螺旋。当基因活跃转录时，RNA聚合酶转录方向前方DNA的构象是正性超螺旋，其后面的DNA为负性超螺旋。正性超螺旋会拆散核小体，有利于RNA聚合酶向前移动转录，而负性超螺旋则有利于核小体的再形成。
5．DNA碱基修饰变化
真核DNA中的胞嘧啶约有5％被甲基化为5―甲基胞嘧啶(5―methylcytosine，m5C)，而活跃转录的DNA片段中胞嘧啶甲基化程度常较低。这种甲基化最常发生在某些基因5’侧区的CpG序列中，实验表明这段序列甲基化可使其后的基因不能转录，甲基化可能阻碍转录因子与DNA特定部位的结合从而影响转录。如果用基因打靶的方法除去主要的DNA甲基化酶，小鼠的胚胎就不能正常发育而死亡，可见DNA的甲基化对基因表达调控是重要的。
由此可见，染色质中的基因转录前先要有一个被激活的过程，但目前对激活机制还缺乏认识。
