拓扑结构域和染色体构象捕获

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拓扑结构域和染色体构象捕获之间的区别

拓扑结构域 vs. 染色体构象捕获

拓扑结构域（Topological domains）或称为拓扑相关结构域（Topologically associating domains，简称TAD）是染色质亚结构的学术名称。类似的定义还包括接触结构域（Contact domain）、DNA环结构域（DNA Loop domain）、等。这一结构最先通过高通量染色质三维构象捕获技术（Hi-C）被发现，之后又被显微成像技术确认。拓扑结构域目前在细菌、真菌、动物和一些植物中都有所发现，一般其尺度约在千到百万DNA碱基。 尽管对拓扑结构域的功能理解尚不明朗，目前学界认为这是染色质施行诸如转录、复制、表观遗传修饰等功能的基本单位。一些证据表明，当拓扑结构域边界被破坏后，较大规模的基因表达会受到影响。. 染色体构象捕获（Chromosome conformation capture，简称为3C）是一种用于分析细胞自然状态下染色体组织形式的高通量分子生物学技术。对于理解并评价基因调控、DNA复制和修复来说，研究染色体的结构性质和空间组织是尤为重要的。 影响基因表达的染色质相互作用的例子之一是：染色体区域折叠可以将增强子及相关转录因子带到基因附近，这一点首次在结构域中获得证实。染色体构象捕获使得研究者们可以根据上述的细胞机制来研究对染色质活性产生影响的因素。这一技术对研究模式生物和人体中遗传学及表观遗传学很有帮助。 基于原始的3C技术，现已发展出多项新的技术，这些技术可增加一条染色体与其它染色体及其它蛋白之间进行定量的通量。这些所有的3C相关的技术大致可被分为四类：（1）3C和ChIP版本的3C（ChIP-loop assay）、（2）4C和ChIP版本的4C（增强型4C）、（3）5C和3D检测以及（4）基因组构象捕获（GCC）相关技术（Hi-C）和ChIP版本的GCC（也被称为6C）。在4C、5C和Hi-C中通过微阵列和高通量测序手段对DNA片段进行分析的应用使得对染色体交互作用的分析进入全基因组规模。.

啟動子

啟動子（promoter）在遺傳學中是指一段能使基因進行轉錄的脱氧核糖核酸（DNA）序列。啟動子可以被RNA聚合酶辨認，並开始轉錄。在核糖核酸（RNA）合成中，啟動子可以和决定转录的开始的转录因子产生相互作用，控制基因表达（转录）的起始时间和表达的程度，包含核心启动子区域和调控区域，就像“开关”，决定基因的活动，繼而控制細胞开始生產哪一種蛋白質。 启动子本身并无编译功能，但它拥有对基因轉譯胺基酸的指挥作用，就像一面旗帜，其核心部分是非编码区上游的RNA聚合酶结合位点，指挥聚合酶的合成，这种酶指导RNA的复制合成。因此该段位的启动子发生突变（变异），将对基因的表达有着毁灭性作用。 完全的啟動子稱為規範序列。.

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染色质

染色質（Chromatin，或称核染質）是在細胞中發現的大分子復合物，由DNA，蛋白質和RNA組成。它也是構成染色體的結構。染色質的主要功能是1）將DNA包裝成更緊湊，更緻密的形狀; 2）增強DNA大分子以允許有絲分裂; 3）防止DNA損傷; 4）控制基因表達和DNA複製。 染色質的主要蛋白質組件是緻密DNA的組織蛋白。 染色質僅在真核細胞（具有確定的細胞核的細胞）中發現。 原核細胞具有不同的DNA組織（原核染色體等同物稱為拟核，並且位於類核區內）。真核細胞的核染質位在細胞核內；原核生物的則位於類核（nucleoid）當中。 儘管經過深入調查，但目前對染色質的結構了解甚少。 其結構取決於幾個因素。 整體結構取決於細胞週期的階段。 在間期，染色質在結構上是鬆散的，以允許獲得轉錄和復制DNA的RNA和DNA聚合酶。 間期染色質的局部結構取決於DNA上存在的基因。.

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