ATAC-seq原理2.

真核生物的DNA并不是裸漏的而是组蛋白和染色体/染色质结合。

DNA一圈一圈的缠绕在8个组蛋白上形成核小体。

一个个核小体构成串珠式的结构然后进一步折叠、聚合并在其他架构蛋白的协助下形成染色体。

经过一系列操作就将超长的DNA链折叠成很小的结构塞进小小的细胞核内。

基因的转录需要将DNA的高级结构打开但是不需要DNA链全部解开只需要打开一部分也就是基因表达的区域解开即可。

这一过程主要由染色体组蛋白的修饰尤其是乙酰化来实现的。

这部分打开的染色质就叫做开放染色质染色体和染色质是同一种物质的两种形态染色质是伸展状态染色体是高度螺旋的状态。

而染色质一旦打开就允许一些调控蛋白比如转录因子跑过来与之结合。

而染色质的这种特性就叫做染色质的可及性所以说染色质的可及性反应的是调控因子与开放染色质结合的状态与转录调控密切相关。

使用了转座酶Tn5DNA转座是一种由DNA转座酶介导把DNA序列从染色体的一个区域插入到另一个区域的现象类似”粘贴复制“。

这个过程也是需要插入位点的染色质是开放的。

既然转座酶Tn5容易结合在开放染色质上只要人为的将NGS接头连接到转座酶携带这些接头的转座酶进入细胞核后切开染色质开放区域使染色质断裂并将这些接头插入到开放的染色质区域中这样裂解细胞、破碎DNA后利用已知序列的测序标签进行NGS测序就知道哪些区域是开放区域了。

Tn5转座子

可移动的DNA片段即可移动因子在基因组上自由转移称为转座DNA与所插入的基因位点可以是非同源的。

转座是产生基因多样性的重要机制可移动因子可产生插入、缺失、倒置以及染色体融合突变。

转座需要通过转座酶来催化。

原核生物的转座分为两种方式复制转座和保守转座

复制转座的供体DNA完整把通过复制的DNA片段插入基因位点上保守转座则是从供体DNA上分离一段DNA以转座酶为中介连接到目标DNA上而实现的

参与分子

TNP催化转座的蛋白质野生型Tn5转座酶是一种活性极低的蛋白质目标DNATarget

DNA

可以与转座子在同一个DNA分子上甚至转座子内或在另一个DNA分子上

转座子

包含合成Tnp的DNA序列两个19bp长的末端以及任意DNA序列。

末端是两个19bp长的片段将Tnp和任意DNA序列包含在其中。

常见的末端有三种外末端outside

end

ME。

组合方式有两个反向的OE或者两个反向的IE或两个反向的ME又或是两组反向的

OE和IE组合

kbDNA片段可以在不同的基因位点跳跃或自我复制。

通常存在于细菌与古细菌基因中但也存在于真核生物的转座元素中。

编码的基因一般只与移动有关。

转座酶

Tnp是一种转座酶可以将DNA片段从一个位置移动到另一个位置来自大肠杆菌全长477个氨基酸。

Tn5

Tnp可以与特异性DNA识别和结合特异性DAN是指Tn5或IS50的末端反向重复序列。

Tn5

N末端是特异性结合DNA结构域可以识别和结合Tn5或IS50的末端反向重复序列

Tn5转座对目标DNA的特异性要求不高可以插入到任何双链DNA上。

但是Tn5也有一些偏好性比如倾向于插入到AT富的区域或者靠近某些特定的序列。

Tn5转座酶Tnp的突变也可以改变其对目标DNA的结合特异性和亲和力