Rozdiel medzi konštitučným a fakultatívnym heterochromatínom

Kľúčový rozdiel - konštitučný vs. fakultatívny heterochromatin
 

Chromozómy sú kondenzované štruktúry zložené z nukleových kyselín deoxyribózy (DNA). Je to dobre organizovaná štruktúra a základnou jednotkou obalu DNA je nukleozóm. Balenie DNA do chromozómu zahŕňa mnoho krokov. Keď sa chromozómy pozorujú pod mikroskopom po zafarbení, môžu sa pozorovať rôzne oblasti, ako napríklad tmavo zafarbené oblasti a mierne zafarbené oblasti. Tmavo sfarbené oblasti sú známe ako Heterochromatín a sú to oblasti, ktoré majú husto zhustenú DNA. Ľahko zafarbené oblasti sú známe ako euchromatín a sú to oblasti, ktoré majú voľne zabalenú DNA. Heterochromatín možno ďalej klasifikovať ako konštitučný heterochromatín a fakultatívny heterochromatín. Konštitučný heterochromatín sa týka oblastí DNA v chromozóme, ktoré sa nachádzajú v bunkovom cykle. Vyskytujú sa hlavne v blízkosti centimetrových oblastí a telomerických oblastí chromozómu. Fakultatívny heterochromatín sú oblasti DNA, v ktorých sú gény umlčané modifikáciami. Preto sa aktivujú iba za určitých podmienok a nenachádzajú sa v bunke. kľúčový rozdiel medzi konštitutívnym a fakultatívnym heterochromatínom je funkčnosť týchto dvoch typov. Konštitutívny heterochromatín je prítomný v celom bunkovom cykle a nekóduje proteíny, zatiaľ čo fakultatívny heterochromatín sa týka umlčaných oblastí DNA chromozómu, ktoré sú aktivované za špecifických podmienok..

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je konštitučný heterochromatín
3. Čo je fakultatívny heterochromatín
4. Podobnosti medzi konštitučným a fakultatívnym heterochromatínom
5. Porovnanie bok po boku - konštitutívny vs. fakultatívny heterochromatín v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie

Čo je konštitučný heterochromatín?

Konštitučný heterochromatín označuje tmavo zafarbené kondenzované oblasti DNA, ktoré sa nachádzajú v chromozóme eukaryotov. Nachádzajú sa v perimetromérnych a telomerických oblastiach chromozómu. Konštitutívne heterochromatínové oblasti sa vizualizujú pomocou techniky pásikovania C. Pod mikroskopom sa zdá, že konštitutívny heterochromatín je značne tmavý.

Zloženie konštitutívneho heterochromatínu je založené hlavne na vysokom počte kópií tandemových repetícií. Tieto tandemové repetície môžu byť satelitná DNA, minisatelitná DNA alebo mikrosatelitná DNA. Tieto oblasti sú vysoko opakujúce sa a polymorfné. Preto sa v súčasnosti používajú ako markery pri testovaní DNA odtlačkov prstov a testovaní otcovstva.

Hlavná funkcia konštitutívneho heterochromatínu sa pozoruje počas procesu delenia buniek, kde sa predpokladá, že konštitutívny heterochromatín je potrebný na segregáciu sesterských chromatidov. Je tiež užitočný pri správnom fungovaní a formovaní centroméry.

Aj keď centromerická aj telomerická DNA sú zložené z konštitutívneho heterochromatínu, centromerická aj telomerická DNA nie sú konzervované v celom genóme. Centromerické sekvencie nie sú u mnohých druhov konzervované, ale telomerické sekvencie sa považujú za konzervatívnejšie medzi druhmi. Obidve oblasti neobsahujú gény, ale sú dôležité, pretože zohrávajú významnú štrukturálnu úlohu.

Obrázok 01: Konštitutívne viazanie heterochromatínu - C

Replikácia konštitutívneho heterochromatínu sa uskutočňuje počas neskorej fázy S. Histónové modifikácie sa uskutočňujú za vzniku konštitutívneho heterochromatínu, kde najbežnejšie modifikácie zahŕňajú - hypoacetyláciu histónu, metyláciu histónu H3-Lys9 (H3K9) a metyláciu cytozínu. Tieto zmeny sú dedičné, a preto patria do širokej témy epigenetiky. Genetické mutácie môžu viesť k defektom v konštitučných heterochromatínových oblastiach, čo vedie k rôznym genetickým komplikáciám (Robertov syndróm).

Čo je fakultatívny heterochromatín?

Fakultatívne heterochromatínové oblasti sú oblasti DNA, ktoré sa nenachádzajú v celom chromozóme, a preto nie sú konzistentné medzi rôznymi druhmi. Tento kód DNA pre gény, ktoré sú slabo exprimované.

Fakultatívne heterochromatíny sú umlčané gény, ktoré sú exprimované za špecifických podmienok. Tieto podmienky zahŕňajú;

• Časové (napr. Vývojové stavy alebo špecifické štádiá bunkového cyklu)
• Priestorové (napr. Jadrová lokalizácia sa mení zo stredu na perifériu alebo naopak v dôsledku exogénnych faktorov / signálov)
• Rodičovské / dedičné (napr. Expresia mononukleárnych génov)

Gény sú umlčané chromatínovými modulačnými procesmi. Klasickým príkladom fakultatívnej modifikácie heterochromatínu je inaktivácia chromozómu X u žien, kde jedna sada chromozómu X je inaktivovaná tak, že genetické zloženie chromozómu X u mužov a žien je vyvážené..

Obrázok 02: Heterochromatín

Fakultatívny heterochromatín má vysokú možnosť premeny na euchromatínové oblasti; počas techniky farbenia pásov C sa fakultatívny heterochromatín nezafarbí tmavo v porovnaní s konštitutívnym heterochromatínom.

Aké sú podobnosti medzi konštitučným a fakultatívnym heterochromatínom?

• Konštitučné aj fakultatívne typy heterochromatínov sa skladajú z oblastí DNA.
• Konštitutívny aj fakultatívny typ heterochromatínu sú vysoko kondenzované oblasti DNA.
• Konštitutívne aj fakultatívne typy heterochromatínov je možné rozlíšiť farbením pruhov C.
• Konštitučné aj fakultatívne typy heterochromatínov sú regulované epigenetickými faktormi.

Aký je rozdiel medzi konštitučným a fakultatívnym heterochromatínom?

Konštitučný vs. fakultatívny heterochromatín
Konštitučný heterochromatín sa týka oblastí DNA v chromozóme, ktoré sa nachádzajú v bunkovom cykle.	Fakultatívny heterochromatín sú oblasti DNA, v ktorých sú gény umlčané modifikáciami. Preto sa aktivujú iba za určitých podmienok a nenachádzajú sa v bunke.
Typy sekvencií
Druhy konštitutívnych heterochromatínov sú satelitné, minisatelitné a mikrosatelitné sekvencie.	Dlhé rozptýlené jadrové prvky sú typom fakultatívneho heterochromatínu.
Schopnosť vyjadriť sa
Konštitučný heterochromatín nie je schopný gény exprimovať.	Môže sa exprimovať fakultatívny heterochromatín.
C Farbenie pásov
Konštitutívne heterochromatínové pásy sa zafarbujú tmavo.	Fakultatívne pásy heterochromatínu sa nezafarbujú / nezafarbujú svetlou farbou.
polymorfizmy
Prítomný medzi konštitutívnym heterochromatínom.	Chýba fakultatívny heterochromatín.

zhrnutie - Konštitutívne vs. fakultatívne heterochromatin

Heterochromatín a euchromatín sú dva hlavné vzory pruhov pozorované pri farbení pásov C. Heterochromatín sa javí ako tmavo zafarbený, pretože je vysoko kondenzovaný. Konštitutívne a fakultatívne heterochromatínové oblasti sú hlavnými oblasťami heterochromatínu. Konzistentné oblasti nachádzajúce sa v priebehu bunkového cyklu, ktoré sú štrukturálne dôležité, sa označujú ako konštitutívny heterochromatín. Umlčané oblasti DNA, ktoré sa nakoniec konvertujú na oblasti euchromatínu, sa označujú ako fakultatívny heterochromatín. Vyjadrujú sa iba za určitých podmienok. Toto je rozdiel medzi konštitutívnym a fakultatívnym heterochromatínom.

referencie:

1. Patrick Trojer a Danny Reinberg. "Fakultatívny Heterochromatín: Existuje výrazný molekulárny podpis?" Molecular Cell, Cell Press, 11. októbra 2007. K dispozícii tu
2.Saksouk, Nehmé a kol. „Tvorba a transkripcia heterochromatínu u cicavcov.“ Epigenetics & Chromatin, BioMed Central, 2015. K dispozícii tu

S láskavým dovolením:

1.'C-banding'By Rcann3 - Vlastné dielo, (CC BY-SA 4.0) cez Commons Wikimedia 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0 '(CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia