Folded genome as a platform for the functional compartmentalization of the eukaryotic cell nucleus

Abstract

In a number of recent studies a tight interconnection between the spatial organization of the eukaryotic genome and its functioning has been demonstrated. Moreover, it is becoming evident that the folded DNA by itself consti- tutes an important, if not the key, factor supporting the internal nuclear organization. In this review, we will discuss the current state of chromatin research with the special attention focused on chromosome territories, chromatin folding and dynamics, chromatin domains, transcription and replication factories. Based on this analysis we will show how interphase chromosomes define the assembly of different nuclear compartments and underlie the spatial compartmentalization of the cell nucleus.

У низці недавніх робіт продемонстровано тісний взаємозв’язок між просторовою організацією евкаріотичного геному і його функціонуванням. Більш того, стає очевидним, що упакована ДНК сама по собі є важливим, якщо не ключовим, фактором, котрий підтримує внутрішню організацію ядра. В огляді ми обговорюємо існуючий стан досліджень у галузі хроматину, акцентуючи увагу на питаннях, пов’язаних з хромосомними територіями, фолдингом і динамікою хроматину, а також хроматиновим доменам, транскрипційним і реплікаційним фабрикам. На основі цього ми показуємо, що інтерфазні хромосоми визначають збирання різних ядерних компартментів і створюють підгрунтя для просторової компартменталізації клітинного ядра.

В ряде недавних работ продемонстрирована тесная взаимосвязь между пространственной организацией эукариотического генома и его функционированием. Более того, становится очевидным, что упакованная ДНК сама по себе является важным, если не ключевым, фактором, поддерживающим внутреннюю организацию ядра. В обзоре мы обсуждаем текущее состояние исследований в области хроматина, особое внимание уделяя вопросам, связанным с хромосомными территориями, фолдингом и динамикой хроматина, а также хроматиновым доменам, транскрипционным и репликационным фабрикам. На основе этого мы показываем, что интерфазные хромосомы определяют сборку различных ядерных компартментов и создают основу для пространственной компартментализации клеточного ядра.