Razlika med konstitutivnim in fakultativnim heterokromatinom

Ključna razlika - konstitutivni proti fakultativni Heterokromatin
 

Kromosomi so kondenzirane strukture, sestavljene iz nukleinskih kislin Deoksiriboza (DNK). Je dobro organizirana struktura, osnovna enota embalaže DNK pa je nukleosom. Pakiranje DNK v kromosom vključuje veliko korakov. Če kromosome opazimo pod mikroskopom po obarvanju, lahko opazimo različna področja, na primer temno obarvana in rahlo obarvana. Temno obarvana področja so znana kot Heterokromatin, in regije, ki imajo gosto zapakirano DNK. Rahlo obarvana področja so znana kot Euchromatin in so regije, ki imajo ohlapno napolnjeno DNK. Heterokromatin lahko nadalje uvrstimo med konstitutivni heterokromatin in fakultativni heterokromatin. Konstitutivni heterokromatin se nanaša na področja DNA v kromosomu, ki jih najdemo v celičnem ciklu. Najdemo jih v bližini pericentromernih regij in telomernih regij kromosoma. Fakultativni heterokromatin je območje DNK, v katerem se modificirajo geni. Zato se aktivirajo le pod določenimi pogoji in jih ne najdemo po celi celici. The ključna razlika med konstitutivnim in fakultativnim heterokromatinom je funkcionalnost obeh vrst. Konstitutivni heterokromatin je prisoten v celotnem celičnem ciklu in ne kodira beljakovin, medtem ko se fakultativni heterokromatin nanaša na utišane DNK regije kromosoma, ki se aktivirajo v posebnih pogojih.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je sestavni heterokromatin
3. Kaj je fakultativni heterokromatin
4. Podobnosti konstitutivnega in fakultativnega heterokromatina
5. Primerjava drug ob drugem - Konstitutivni proti fakultativnemu heterokromatinu v tabeli
6. Povzetek

Kaj je konstitutivni heterokromatin?

Konstitutivni heterokromatin se nanaša na temno obarvana kondenzirana območja DNA, ki jih najdemo po celotnem kromosomu evkariotov. Najdemo jih v percentromernem in telomernem predelu kromosoma. Konstitutivne heterokromatinske regije se vizualizirajo s tehniko C vezanja. Pod mikroskopom se zdi, da je konstitutivni heterokromatin precej temno obarvan.

Sestava konstitutivnega heterokromatina temelji predvsem na velikem številu kopij tandemovih ponovitev. Te tandemske ponovitve so lahko satelitska DNK, minisatelitska DNK ali mikrosatelitska DNA. Te regije so zelo ponavljajoče in polimorfne. Zato jih trenutno uporabljamo kot markerje pri odvzemu prstnih odtisov DNK in testiranju očetovstva.

Glavna funkcija konstitutivnega heterokromatina je opažena med postopkom delitve celic, kjer se predvideva, da je za ločevanje sestrskih kromatid potreben konstitutivni heterokromatin. Uporabna je tudi pri pravilnem delovanju in oblikovanju centromera.

Čeprav sta tako centromerna kot telomerna DNK sestavljena iz sestavnega heterokromatina, tako centromerna kot telomerna DNK nista ohranjeni v celotnem genomu. Centromerne sekvence pri mnogih vrstah niso ohranjene, vendar se misli, da so telomerne sekvence bolj ohranjene pri vrstah. Obe regiji ne vsebujeta genov, vendar sta pomembni, saj imata pomembno strukturno vlogo.

Slika 01: Konstitutivni pas heterokromatina - C

V pozni S fazi poteka replikacija konstitutivnega heterokromatina. Spremembe histona se izvajajo tako, da tvorijo konstitutivni heterokromatin, kjer najpogostejše modifikacije vključujejo - hiponacetilacijo histona, metilacijo histona H3-Lys9 (H3K9) in metilacijo citozina. Te spremembe so torej dedne in spadajo pod široko temo epigenetike. Genske mutacije lahko privedejo do okvar v konstitutivnih heterokromatinskih regijah, kar vodi do različnih genetskih zapletov (Robertov sindrom)

Kaj je fakultativni heterokromatin?

Fakultativne heterokromatinske regije so regije DNK, ki jih ne najdemo v celotnem kromosomu, zato niso skladne med različnimi vrstami. Ta DNA koda za gene, ki so slabo izraženi.

Fakultativni heterokromatini so utišani geni, ki se izražajo v specifičnih pogojih. Ti pogoji vključujejo;

• Časovna (npr. Razvojna stanja ali specifične stopnje celičnega cikla)
• Prostorska (npr. Lokalizacija jedra se spremeni od središča do oboda ali obratno zaradi eksogenih dejavnikov / signalov)
• Starševsko / dedno (npr. Monoallelna genska ekspresija)

Geni se utišajo s postopki modulacije kromatina. Klasičen primer fakultativne modifikacije heterokromatina je inaktivacija X kromosomov X pri ženskah, kjer je en sklop kromosoma X inaktiviran, tako da je genetska sestava X kromosoma pri moških in ženskah uravnotežena.

Slika 02: Heterokromatin

Fakultativni heterokromatin ima veliko možnost pretvorbe v evkromatinske regije; tako med tehniko obarvanja s pasom C fakultativni heterokromatin ni obarvan temno v primerjavi s konstitutivnim heterokromatinom.

Kakšne so podobnosti med konstitutivnim in fakultativnim heterokromatinom?

• Tako konstitutivni kot fakultativni tipi heterokromatina so sestavljeni iz regij DNA.
• Tako konstitutivni kot fakultativni tipi heterokromatina so visoko kondenzirana področja DNA.
• Tako konstitutivni kot fakultativni vrste heterokromatina lahko ločimo po obarvanju s trakom C.
• Tako konstitutivni kot fakultativni tipi heterokromatina uravnavajo epigenetski dejavniki.

Kakšna je razlika med konstitutivnim in fakultativnim heterokromatinom?

Konstitutivni proti fakultativnemu heterokromatinu
Konstitutivni heterokromatin se nanaša na področja DNA v kromosomu, ki jih najdemo v celičnem ciklu.	Fakultativni heterokromatin je območje DNK, v katerem se modificirajo geni. Zato se aktivirajo le pod določenimi pogoji in jih ne najdemo po celi celici.
Vrste zaporedij
Satelitska, minisatelitska in mikrosatelitska zaporedja so tipi konstitutivnega heterokromatina.	Dolgi prepleteni jedrski elementi so vrsta fakultativnega heterokromatina.
Sposobnost izražanja
Konstitutivni heterokromatin ne more izraziti genov.	Fakturativni heterokromatin se lahko izrazi.
C Obarvanje z oblogo
Konstitutivni heterokromatinski pasovi obarvajo temno barvo.	Fakultativni heterokromatinski pasovi ne obarvajo / obarvajo s svetlo barvo.
Polimorfizmi
Prisoten med konstitutivnim heterokromatinom.	Odsoten v fakultativnem heterokromatinu.

Povzetek - Konstitutivni vs Facultative Heterokromatin

Heterokromatin in eukromatin sta dva glavna vzorca pasov, opažena pri obarvanju s pasom C. Heterokromatin se zdi temno obarvan, saj so močno kondenzirani. Konstitutivne in fakultativne heterokromatinske regije so glavne delitve heterokromatina. Dosledne regije, ki jih najdemo v celičnem ciklu, ki so strukturno pomembne, se imenujejo kot konstitutivni heterokromatin. Področja utišane DNA, ki se sčasoma pretvorijo v regije evkromatina, imenujemo fakultativni heterokromatin. Izražajo se le pod določenimi pogoji. To je razlika med konstitutivnim in fakultativnim heterokromatinom.

Referenca:

1.Patrick Trojer in Danny Reinberg. "Fakultativni heterokromatin: Ali obstaja poseben molekulski podpis?" Molecular Cell, Cell Press, 11. oktober 2007. Na voljo tukaj
2.Saksouk, Nehmé idr. "Konstitutivna tvorba heterokromatina in prepisovanje pri sesalcih." Epigenetika in kromatin, BioMed Central, 2015. Na voljo tukaj

Vljudnost slik:

1.'C-povezovanje'By Rcann3 - Lastno delo, (CC BY-SA 4.0) prek Commons Wikimedia 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0 '(CC BY 3.0) prek Commons Wikimedia