Różnica między heterochromatyną konstytutywną i fakultatywną

Kluczowa różnica - konstytutywna vs fakultatywna Heterochromatyna
 

Chromosomy to skondensowane struktury złożone z kwasów nukleinowych dezoksyrybozy (DNA). Jest to dobrze zorganizowana struktura, a podstawową jednostką pakowania DNA jest nukleosom. Upakowanie DNA w chromosomie obejmuje wiele etapów. Gdy chromosomy są obserwowane pod mikroskopem po barwieniu, można zaobserwować różne regiony, takie jak obszary ciemne i regiony lekko zabarwione. Regiony zabarwione na ciemno są znane jako heterochromatyna i są regionami o gęsto upakowanym DNA. Lekko zabarwione regiony są znane jako euchromatyna i są to regiony, które mają luźno upakowane DNA. Heterochromatynę można dalej klasyfikować jako heterochromatynę konstytutywną i heterochromatynę fakultatywną. Konstytutywna heterochromatyna odnosi się do regionów DNA w chromosomie znajdujących się w całym cyklu komórkowym. Występują głównie w pobliżu regionów około-centromerowych i regionów telomerowych chromosomu. Fakultatywna heterochromatyna to regiony DNA, w których geny są wyciszane przez modyfikacje. Dlatego są one aktywowane tylko w określonych warunkach i nie występują w całej komórce. The kluczowa różnica pomiędzy konstytutywną a fakultatywną heterochromatyną jest funkcjonalność dwóch typów. Konstytutywna heterochromatyna jest obecna przez cały cykl komórkowy i nie koduje białek, natomiast fakultatywna heterochromatyna odnosi się do wyciszonych regionów DNA chromosomu, które są aktywowane w określonych warunkach.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest heterochromatyna konstytutywna
3. Co to jest fakultatywna heterochromatyna
4. Podobieństwa między heterochromatyną konstytutywną i fakultatywną
5. Porównanie obok siebie - heterochromatyna konstytutywna vs fakultatywna w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest heterochromatyna konstytutywna?

Konstytutywna heterochromatyna odnosi się do ciemno zabarwionych skondensowanych regionów DNA, które znajdują się w całym chromosomie eukariontów. Znajdują się one w obszarach około-centromerycznych i telomerycznych chromosomu. Regiony konstytutywne heterochromatyny są wizualizowane za pomocą techniki pasmowania C. Pod mikroskopem konstytutywna heterochromatyna wydaje się znacznie ciemniej zabarwiona.

Skład konstytutywnej heterochromatyny opiera się głównie na wysokiej liczbie powtórzeń tandemowych. Te powtórzenia tandemowe mogą być DNA satelitarnym, DNA minisatelitarnym lub DNA mikrosatelitarnym. Regiony te są wysoce powtarzalne i polimorficzne. Dlatego obecnie są one stosowane jako markery w odciskach palców DNA i testach na ojcostwo.

Główną funkcję konstytutywnej heterochromatyny obserwuje się podczas procesu podziału komórek, gdzie przewiduje się, że konstytutywna heterochromatyna jest wymagana do segregacji chromatyd siostrzanych. Jest także przydatny w prawidłowym funkcjonowaniu i tworzeniu centromeru.

Chociaż zarówno centromeryczny, jak i telomerowy DNA składa się z konstytutywnej heterochromatyny, zarówno centromerowy, jak i telomerowy DNA nie są zachowane w całym genomie. Sekwencje centromerowe nie są zachowane u wielu gatunków, ale uważa się, że sekwencje telomerowe są bardziej konserwowane u różnych gatunków. Oba regiony nie zawierają genów, ale są ważne, ponieważ odgrywają znaczącą rolę strukturalną.

Rycina 01: Konstytutywna pasma heterochromatyny - C.

Replikacja konstytutywnej heterochromatyny zachodzi podczas późnej fazy S. Modyfikacje histonu są wykonywane w celu utworzenia konstytutywnej heterochromatyny, gdzie najczęstsze modyfikacje obejmują - hipoacetylację histonów, metylację histonu H3-Lys9 (H3K9) i metylację cytozyny. Modyfikacje te są dziedziczne, dlatego należą do szerokiego tematu epigenetyki. Mutacje genetyczne mogą prowadzić do defektów w konstytutywnych regionach heterochromatyny, prowadząc do różnych komplikacji genetycznych (zespół Roberta)

Co to jest fakultatywna heterochromatyna?

Fakultatywne regiony heterochromatyny to regiony DNA, które nie występują w całym chromosomie, a zatem nie są spójne między różnymi gatunkami. Ten kod DNA dla genów, które są słabo wyrażone.

Fakultatywne heterochromatyny to wyciszone geny, które ulegają ekspresji w określonych warunkach. Warunki te obejmują;

• Czasowe (np. Stany rozwojowe lub określone etapy cyklu komórkowego)
• Przestrzenne (np. Zmiany lokalizacji jądrowej z centrum na obrzeże lub odwrotnie z powodu czynników / sygnałów egzogenicznych)
• Rodzicielska / dziedziczna (np. Mono-równoległa ekspresja genów)

Geny są wyciszane przez procesy modulacji chromatyny. Klasycznym przykładem fakultatywnej modyfikacji heterochromatyny jest inaktywacja chromosomu X u kobiet, gdzie jeden zestaw chromosomu X jest inaktywowany, dzięki czemu skład genetyczny chromosomu X u mężczyzn i kobiet jest zrównoważony.

Rycina 02: Heterochromatyna

Fakultatywna heterochromatyna ma dużą możliwość przekształcenia w regiony euchromatyny; dlatego podczas techniki barwienia pasmem C fakultatywna heterochromatyna nie jest zabarwiona na ciemno w porównaniu do heterochromatyny konstytutywnej.

Jakie są podobieństwa między heterochromatyną konstytutywną i fakultatywną?

• Zarówno konstytutywny, jak i fakultatywny typ heterochromatyny składają się z regionów DNA.
• Zarówno konstytutywny, jak i fakultatywny typ heterochromatyny są silnie skondensowanymi regionami DNA.
• Zarówno konstytutywny, jak i fakultatywny typ heterochromatyny można rozróżnić za pomocą barwienia pasmowego C..
• Zarówno konstytutywny, jak i fakultatywny typ heterochromatyny są regulowane przez czynniki epigenetyczne.

Jaka jest różnica między heterochromatyną konstytutywną a fakultatywną?

Heterochromatyna konstytutywna vs fakultatywna
Konstytutywna heterochromatyna odnosi się do regionów DNA w chromosomie znajdujących się w całym cyklu komórkowym.	Fakultatywna heterochromatyna to regiony DNA, w których geny są wyciszane przez modyfikacje. Dlatego są one aktywowane tylko w określonych warunkach i nie występują w całej komórce.
Rodzaje sekwencji
Sekwencje satelitarne, minisatelitarne i mikrosatelitarne są rodzajami konstytutywnej heterochromatyny.	Długo rozproszone pierwiastki jądrowe są rodzajem fakultatywnej heterochromatyny.
Możliwość ekspresji
Konstytutywna heterochromatyna nie jest zdolna do ekspresji genów.	Fakultatywna heterochromatyna może być wyrażana.
Barwienie pasmowe C.
Konstytutywne pasma heterochromatyny plamią w ciemnym kolorze.	Fakultatywne pasma heterochromatyny nie plami / zabarwiają się na jasny kolor.
Polimorfizmy
Obecny wśród konstytutywnej heterochromatyny.	Nieobecny w fakultatywnej heterochromatynie.

streszczenie - Konstytutywny a fakultatywny Heterochromatyna

Heterochromatyna i euchromatyna to dwa główne wzory pasmowania obserwowane podczas barwienia pasma C. Heterochromatyna wydaje się ciemno zabarwiona, ponieważ są silnie skondensowane. Konstytutywne i fakultatywne regiony heterochromatyny są głównymi podziałami heterochromatyny. Spójne regiony znalezione w całym cyklu komórkowym, które są strukturalnie ważne, określa się jako konstytutywną heterochromatynę. Wyciszone regiony DNA, które ostatecznie przekształca się w regiony euchromatyny, określa się jako fakultatywną heterochromatynę. Są wyrażane tylko pod pewnymi warunkami. Jest to różnica między konstytutywną a fakultatywną heterochromatyną.

Odniesienie:

1. Patryk Trojer i Danny Reinberg. „Fakultatywna heterochromatyna: czy istnieje charakterystyczny podpis molekularny?” Molecular Cell, Cell Press, 11 października 2007. Dostępne tutaj
2.Saksouk, Nehmé i in. „Konstytutywne tworzenie i transkrypcja heterochromatyny u ssaków”. Epigenetyka i chromatyna, BioMed Central, 2015. Dostępne tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1.'C-banding' By Rcann3 - Praca własna, (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0 '(CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia