Atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu

Galvenā atšķirība - konstruktīva vs fakultatīva Heterohromatīns
 

Hromosomas ir kondensētas struktūras, kas sastāv no dezoksiribozes nukleīnskābēm (DNS). Tā ir labi organizēta struktūra, un DNS iesaiņojuma pamatvienība ir nukleosoma. DNS iesaiņošana hromosomā ietver daudzus soļus. Kad pēc krāsošanas mikroskopā tiek novērotas hromosomas, var novērot dažādus reģionus, piemēram, tumši iekrāsotus un viegli iekrāsotus reģionus. Tumši iekrāsotie reģioni ir zināmi kā Heterochromatin, un tie ir reģioni, kuros ir blīvi iesaiņota DNS. Viegli iekrāsotus reģionus sauc par Euchromatin, un tie ir reģioni, kuros ir brīvi iesaiņota DNS. Heterohromatīnu var klasificēt kā konstitutīvu heterohromatīnu un fakultatīvu heterohromatīnu. Konstitutīvs heterohromatīns attiecas uz DNS reģioniem hromosomā, kas atrodami visā šūnu ciklā. Tie galvenokārt atrodami netālu no hromosomas peri-centromēriem un telomeriskiem reģioniem. Fakultatīvs heterohromatīns ir DNS reģioni, kuros gēni tiek modificēti. Tādēļ tie tiek aktivizēti tikai noteiktos apstākļos un nav atrasti visā šūnā. galvenā atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu ir divu veidu funkcionalitāte. Konstitutīvs heterochromatīns atrodas visā šūnu ciklā un nekodē olbaltumvielas, turpretī fakultatīvais heterochromatīns attiecas uz hromosomas apklusinātiem DNS reģioniem, kas tiek aktivizēti īpašos apstākļos.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir konstruktīvs heterohromatīns
3. Kas ir fakultatīvais heterohromatīns
4. Konstitutīvā un fakultatīvā heterohromatīna līdzības
5. Salīdzinājums blakus - konstitutīvs un fakultatīvs heterohromatīns tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir konstruktīvs heterohromatīns?

Konstitutīvs heterohromatīns attiecas uz tumši iekrāsotiem DNS kondensētiem reģioniem, kas atrodas visā eikariotu hromosomā. Tie ir atrodami hromosomas peri-centromēros un telomēros reģionos. Konstitutīvos heterohromatīna reģionus vizualizē, izmantojot C joslas metodi. Mikroskopā šķiet, ka konstitutīvais heterohromatīns ir daudz tumši iekrāsots.

Konstitutīvā heterohromatīna sastāvs galvenokārt ir balstīts uz lielo tandēma atkārtojumu skaitu. Šie tandēma atkārtojumi var būt satelīta DNS, minisatellite DNS vai mikrosatellite DNA. Šie reģioni ir ļoti atkārtojušies un polimorfiski. Tāpēc pašlaik tos izmanto kā marķierus DNS pirkstu nospiedumu ņemšanā un paternitātes pārbaudē.

Konstitutīvā heterochromatīna galvenā funkcija tiek novērota šūnu dalīšanas procesā, kur tiek prognozēts, ka māsu hromatidu atdalīšanai nepieciešams konstitutīvs heterochromatīns. Tas ir noderīgi arī centrometra pareizai darbībai un veidošanai.

Lai gan gan centromēru, gan telomēru DNS veido konstitutīvs heterohromatīns, gan centromērā, gan telomēriskā DNS nav saglabājusies visā genomā. Centromēriskās secības daudzās sugās nav saglabājušās, bet domājams, ka telomēriskās secības ir konservatīvākas visās sugās. Abos reģionos nav gēnu, bet tie ir svarīgi, jo tiem ir ievērojama strukturālā loma.

01. attēls. Konstitutīva heterohromatīna-C josla

Konstitutīvā heterohromatīna replikācija notiek vēlīnā S fāzes laikā. Histonu modifikācijas tiek veiktas, lai izveidotu konstitutīvu heterohromatīnu, kur visbiežāk sastopamās modifikācijas ietver - histona hipoacetilēšanu, histona H3-Lys9 metilēšanu (H3K9) un citozīna metilēšanu. Tādēļ šīs modifikācijas ir pārmantojamas, tāpēc tās ietilpst epiģenētikas plašajā tēmā. Ģenētiskās mutācijas var izraisīt konstitutīvo heterohromatīnu reģionu defektus, kas izraisa dažādas ģenētiskas komplikācijas (Roberta sindroms)

Kas ir fakultatīvais heterohromatīns?

Fakultatīvie heterohromatīnu reģioni ir DNS reģioni, kas nav atrodami visā hromosomā, un tādējādi tie nav konsekventi starp dažādām sugām. Šis DNS kods slikti izteiktiem gēniem.

Fakultatīvie heterohromatīni ir noklusēti gēni, kas izteikti īpašos apstākļos. Šie nosacījumi ietver:

• Laika apstākļi (piemēram, attīstības stāvokļi vai īpaši šūnu cikla posmi)
• Telpisks (piemēram, kodola lokalizācija mainās no centra uz perifēriju vai otrādi eksogēno faktoru / signālu dēļ)
• Vecāku / pārmantojama (piemēram, monoallelic gēna ekspresija)

Hromatīna modulācijas procesi apklusina gēnus. Klasisks fakultatīvas heterochromatīna modifikācijas piemērs ir X hromosomu inaktivācija sievietēm, kur viena X hromosomas kopa tiek inaktivēta, lai vīriešu un sieviešu X hromosomas ģenētiskais sastāvs būtu līdzsvarots.

Attēls 02: Heterohromatīns

Fakultatīvajam heterohromatīnam ir liela iespēja pārveidot par eihromatīna reģioniem; tādējādi C joslas krāsošanas tehnikas laikā fakultatīvais heterochromatīns netiek krāsots tumši, salīdzinot ar konstitutīvo heterochromatīnu.

Kādas ir konstitutīvā un fakultatīvā heterohromatīna līdzības?

• Gan konstitutīvos, gan fakultatīvos heterohromatīna veidus veido DNS reģioni.
• Gan konstitutīvs, gan fakultatīvs heterohromatīnu tips ir ļoti kondensēti DNS reģioni.
• Ar kondensējošu krāsošanu var atšķirt gan konstitutīvos, gan fakultatīvos heterohromatīnus.
• Gan konstitutīvos, gan fakultatīvos heterohromatīnus regulē epiģenētiski faktori.

Kāda ir atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu?

Konstitutīvs vs fakultatīvs heterohromatīns
Konstitutīvs heterohromatīns attiecas uz DNS reģioniem hromosomā, kas atrodami visā šūnu ciklā.	Fakultatīvs heterohromatīns ir DNS reģioni, kuros gēni tiek modificēti. Tādēļ tie tiek aktivizēti tikai noteiktos apstākļos un nav atrasti visā šūnā.
Secību veidi
Satelītu, minisatellite un mikrosatellite secības ir konstitutīva heterohromatīna veidi.	Garie savstarpēji kodolie elementi ir fakultatīva heterohromatīna veids.
Spēja izteikties
Konstitutīvs heterohromatīns nespēj izteikt gēnus.	Var izteikt fakultatīvu heterohromatīnu.
C slīpošana
Konstitutīvas heterohromatīna joslas krāso tumšā krāsā.	Fakultatīvās heterohromatīna joslas netīra / krāso ar gaišu krāsu.
Polimorfismi
Starp konstitutīvo heterohromatīnu.	Nav fakultatīvā heterohromatīna.

Kopsavilkums - Konstitutīvs vs fakultatīvs Heterohromatīns

Heterohromatīns un eirromatīns ir divi galvenie joslu veidošanās modeļi, kas novēroti C joslu krāsošanā. Heterohromatīns šķiet tumši iekrāsots, jo tie ir ļoti kondensēti. Konstitutīvi un fakultatīvi heterohromatīnu reģioni ir galvenie heterohromatīna sadalījumi. Konsekventos reģionus, kas atrodami visā šūnu ciklā, kuri ir strukturāli svarīgi, sauc par konstitutīvu heterohromatīnu. Apklusinātos DNS reģionus, kas galu galā tiek pārveidoti par eihromatīna reģioniem, sauc par fakultatīvu heterohromatīnu. Tie tiek izteikti tikai noteiktos apstākļos. Šī ir atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu.

Atsauce:

1.Patriks Trojers un Danny Reinberg. “Fakultatīvs heterohromatīns: vai ir atšķirīgs molekulārais paraksts?” Molekulārā šūna, šūnu prese, 2007. gada 11. oktobris. Pieejams šeit
2.Saksouk, Nehmé, et al. “Konstitutīva heterohromatīna veidošanās un transkripcija zīdītājiem.” Epigenetics & Chromatin, BioMed Central, 2015. Pieejams šeit

Attēla pieklājība:

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