En genética , los sitios hipersensibles a la DNasa I ( DHS ) son regiones de la cromatina que son sensibles a la escisión por la enzima DNasa I. En estas regiones específicas del genoma, la cromatina ha perdido su estructura condensada, exponiendo el ADN y haciéndolo accesible. Esto eleva la disponibilidad del ADN a la degradación por enzimas, como la DNasa I. Estas zonas accesibles de la cromatina están funcionalmente relacionadas con la actividad transcripcional , ya que este estado remodelado es necesario para la unión de proteínas como los factores de transcripción .
Desde el descubrimiento de los DHS hace 30 años, se han utilizado como marcadores de regiones reguladoras del ADN. Se ha demostrado que estas regiones mapean muchos tipos de elementos reguladores cis, incluidos promotores, potenciadores, aisladores, silenciadores y regiones de control de locus. Una medición de alto rendimiento de estas regiones está disponible a través de DNase-Seq . [2]
El proyecto ENCODE propone mapear todos los DHS en el genoma humano con la intención de catalogar el ADN regulador humano.
Los DHS marcan regiones transcripcionalmente activas del genoma, donde habrá selectividad celular. Para ello, utilizaron 125 tipos celulares humanos diferentes. De esta forma, mediante la técnica de secuenciación masiva, obtuvieron los perfiles de DHS de cada tipo celular. A través del análisis de los datos, identificaron casi 2,9 millones de DHS distintos. El 34% eran específicos de cada tipo celular, y sólo una pequeña minoría (3.692) se detectaron en todos los tipos celulares. Además, se confirmó que sólo el 5% de los DHS se encontraron en regiones TSS (Transcriptional Start Site). El 95% restante representaba DHS distales, divididos de forma uniforme entre regiones intrónicas e intergénicas. Los datos dan una idea de la gran complejidad que regula la expresión genética en el genoma humano y la cantidad de elementos que controlan esta regulación.
Se ha informado sobre el mapeo de alta resolución de DHS en la planta modelo Arabidopsis thaliana . Se han identificado un total de 38.290 y 41.193 DHS en los tejidos de las hojas y las flores, respectivamente. [3]
El estudio de los perfiles DHS combinado con otras técnicas permite analizar el ADN regulador en humanos:
Los datos obtenidos fueron validados con la técnica de captura de conformación cromosómica por copia de carbono (5C). Esta técnica se basa en la asociación física que existe entre el promotor y los potenciadores, determinando las regiones de cromatina que entran en contacto en las conexiones promotor/potenciador.
Se confirmó que la mayoría de los promotores estaban relacionados con más de un potenciador, lo que indica la existencia de una compleja red de regulación para la inmensa mayoría de genes. Sorprendentemente, también encontraron que aproximadamente la mitad de los potenciadores estaban asociados a más de un promotor. Este descubrimiento demuestra que el sistema de regulación cis humano es mucho más complicado de lo que inicialmente se pensaba.
El número de elementos cis-reguladores distales conectados a un promotor está relacionado con el promedio cuantitativo de la complejidad de regulación de un gen. De esta manera, se determinó que los genes humanos con más interacciones con DHS distales, y con al menos una regulación más compleja, se correspondían con aquellos genes con funciones en el sistema inmune. Esto indica que el complejo de señales celulares y ambientales procesadas por el sistema inmune está codificado directamente en la arquitectura cis-reguladora de sus genes constituyentes.