Різниця між конститутивним і факультативним гетерохроматином

Ключова різниця - конститутивна проти факультативна Гетерохроматин
 

Хромосоми - це конденсовані структури, що складаються з нуклеїнових кислот деоксирибози (ДНК). Це добре організована структура, і основною одиницею упаковки ДНК є нуклеосома. Упаковка ДНК в хромосому включає багато етапів. Коли хромосоми спостерігаються під мікроскопом після фарбування, можуть спостерігатися різні регіони, такі як темно забарвлені ділянки та слабо забарвлені ділянки. Темно забарвлені регіони відомі як Гетерохроматин, і це регіони, що мають щільно упаковану ДНК. Злегка пофарбовані регіони відомі як Евхроматин, і вони є регіонами, що мають сильно упаковану ДНК. Гетерохроматин можна додатково класифікувати як конститутивний гетерохроматин та факультативний гетерохроматин. Конститутивний гетерохроматин відноситься до областей ДНК у хромосомі, виявлених впродовж клітинного циклу. В основному вони виявляються поблизу перицентромерних областей та теломерних областей хромосоми. Факультативний гетерохроматин - це ділянки ДНК, в яких гени замовчуються модифікаціями. Тому вони активуються лише за певних умов і не зустрічаються по всій клітині. The ключова різниця між конститутивним і факультативним гетерохроматином є функціональність двох типів. Конститутивний гетерохроматин присутній протягом клітинного циклу і не кодує білки, тоді як факультативний гетерохроматин відноситься до приглушених ділянок ДНК хромосоми, які активуються в конкретних умовах.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке конститутивний гетерохроматин
3. Що таке факультативний гетерохроматин
4. Подібність конститутивного та факультативного гетерохроматину
5. Порівняльне порівняння - конститутивний та факультативний гетерохроматин у табличній формі
6. Підсумок

Що таке конститутивний гетерохроматин?

Конститутивний гетерохроматин відноситься до темно забарвлених конденсованих ділянок ДНК, які знаходяться по всій хромосомі еукаріотів. Вони знаходяться в перицентромерній та теломерній областях хромосоми. Конститутивні гетерохроматинові області візуалізуються за допомогою техніки С-смуги. Під мікроскопом конститутивний гетерохроматин виявляється сильно темно забарвленим.

Склад конститутивного гетерохроматину в основному заснований на великій кількості копій тандемних повторів. Ці тандемні повтори можуть бути супутниковою ДНК, міні-супутниковою ДНК або мікросупутниковою ДНК. Ці регіони дуже повторювані та поліморфні. Тому в даний час вони використовуються як маркери при відбитках ДНК і тестуванні батьківства.

Основна функція конститутивного гетерохроматину спостерігається в процесі поділу клітин, де передбачається, що конститутивний гетерохроматин необхідний для сегрегації сестринських хроматид. Він також корисний для правильного функціонування та формування центромеру.

Хоча як центромерна, так і теломерна ДНК складаються з конститутивного гетерохроматину, і центромерна, і теломерна ДНК не зберігаються у всьому геномі. Центромерні послідовності не зберігаються у багатьох видів, але теломерні послідовності вважаються більш збереженими у всіх видів. Обидві регіони не містять генів, але вони важливі, оскільки вони відіграють важливу структурну роль.

Малюнок 01: Конститутивний гетерохроматин - С-смуга

Реплікація конститутивного гетерохроматину відбувається протягом пізньої S фази. Гістонові модифікації робляться для формування конститутивного гетерохроматину, де найбільш поширені модифікації включають - гістоацетилювання гістону, метилювання гістону H3-Lys9 (H3K9) та метилювання цитозином. Ці моди є спадковими, тому підпадають під широку тему епігенетики. Генетичні мутації можуть призвести до дефектів у складових гетерохроматинових областях, що призводить до різних генетичних ускладнень (синдром Роберта)

Що таке факультативний гетерохроматин?

Факультативні гетерохроматинові ділянки - це ділянки ДНК, які не зустрічаються у всій хромосомі, і, таким чином, вони не узгоджуються між різними видами. Це ДНК-код для генів, які експресуються погано.

Факультативні гетерохроматини - це заглушені гени, які експресуються в конкретних умовах. Ці умови включають;

• Тимчасові (наприклад, стани розвитку або конкретні стадії клітинного циклу)
• Просторові (наприклад, локалізація ядер змінюється від центру до периферії або навпаки через екзогенні фактори / сигнали)
• Батьківський / спадковий (наприклад, моноаллельна експресія гена)

Гени замовчуються процесами модуляції хроматину. Класичний приклад факультативної модифікації гетерохроматину - це інактивація хромосоми X у жінок, де один набір хромосоми X інактивований, щоб генетичний склад Х-хромосоми у чоловіків і жінок був збалансований.

Малюнок 02: Гетерохроматин

Факультативний гетерохроматин має високу можливість перетворюватися в еухроматинові ділянки; таким чином, під час фарбування по смузі С, факультативний гетерохроматин не забарвлюється темно порівняно з конститутивним гетерохроматином.

Які схожість між конституційним та факультативним гетерохроматином?

• І конститутивний, і факультативний типи гетерохроматину складаються з областей ДНК.
• І конститутивний, і факультативний типи гетерохроматину є висококонденсованими ділянками ДНК.
• Як конститутивний, так і факультативний типи гетерохроматину можна виділити за допомогою фарбування С-смужкою.
• І конститутивний, і факультативний типи гетерохроматину регулюються епігенетичними факторами.

Яка різниця між конститутивним та факультативним гетерохроматином?

Конститутивний проти факультативний гетерохроматин
Конститутивний гетерохроматин відноситься до областей ДНК у хромосомі, виявлених впродовж клітинного циклу.	Факультативний гетерохроматин - це ділянки ДНК, в яких гени замовчуються модифікаціями. Тому вони активуються лише за певних умов і не зустрічаються по всій клітині.
Типи послідовностей
Супутникові, міні-супутникові та мікросупутникові послідовності - це типи конститутивного гетерохроматину.	Довгі перемежовані ядерні елементи - це тип факультативного гетерохроматину.
Здатність до експреси
Конститутивний гетерохроматин не здатний експресувати гени.	Факультативний гетерохроматин може бути виражений.
C Фарбування смуг
Складові гетерохроматинові смуги забарвлюються в темний колір.	Факультативні гетерохроматинові смуги не фарбуються / не фарбуються світлим кольором.
Поліморфізми
Присутні серед складового гетерохроматину.	Відсутній у факультативному гетерохроматині.

Підсумок - Конститутивний проти факультативний Гетерохроматин

Гетерохроматин та евхроматин - це дві основні смуги, що спостерігаються при фарбуванні смугою С. Гетерохроматин виявляється темно забарвленим, оскільки вони сильно конденсуються. Конститутивні та факультативні гетерохроматинові області є основними підрозділами гетерохроматину. Послідовні регіони, виявлені протягом клітинного циклу, які є структурно важливими, називають конститутивним гетерохроматином. Заглушені ділянки ДНК, які згодом перетворюються на еухроматинові ділянки, називають факультативним гетерохроматином. Вони виражаються лише за певних умов. Це різниця між конститутивним та факультативним гетерохроматином.

Довідка:

1.Патрік Троєр та Денні Рейнберг. "Факультативний гетерохроматин: чи є відмінний молекулярний підпис?" Molecular Cell, Cell Press, 11 жовтня 2007. Доступний тут
2.Saksouk, Nehmé та ін. "Конституційне утворення гетерохроматину та транскрипція у ссавців". Epigenetics & Chromatin, BioMed Central, 2015. Доступний тут

Надано зображення:

1.'C-групи 'від Rcann3 - власна робота, (CC BY-SA 4.0) через Wikimedia Commons 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0 '(CC BY 3.0) через Wikimedia Commons