Konstitutiivse ja fakultatiivse heterokromatiini erinevus

Peamine erinevus - konstruktiivne vs fakultatiivne Heterokromatiin
 

Kromosoomid on kondenseerunud struktuurid, mis koosnevad desoksüribose nukleiinhapetest (DNA). See on hästi korraldatud struktuur ja DNA pakendi põhiüksus on nukleosoom. DNA pakendamine kromosoomi hõlmab paljusid samme. Kui pärast värvimist vaadeldakse mikroskoobi all kromosoome, võib täheldada erinevaid piirkondi, näiteks tumedat värvi ja kergelt värvunud piirkondi. Tumedalt värvunud piirkondi tuntakse heterokromatiinina ja need on piirkonnad, milles on tihedalt pakitud DNA. Kergelt värvunud piirkondi tuntakse kui Euchromatin ja need on piirkonnad, milles on lõdvalt pakitud DNA. Heterokromatiini võib täiendavalt klassifitseerida konstitutiivseks heterokromatiiniks ja fakultatiivseks heterokromatiiniks. Konstitutiivne heterokromatiin viitab kromosoomi DNA piirkondadele, mida leitakse kogu rakutsükli vältel. Neid leidub peamiselt kromosoomi peritsentromeersete ja telomeersete piirkondade läheduses. Valikuline heterokromatiin on DNA piirkonnad, milles geenid vaigistatakse modifikatsioonide abil. Seetõttu aktiveeritakse need ainult teatud tingimustel ja neid ei leidu kogu rakus. võtme erinevus konstitutiivse ja fakultatiivse heterokromatiini vahel on nende kahe funktsionaalsus. Konstitutiivne heterokromatiin on kogu rakutsükli vältel ega kodeeri valke, samas kui fakultatiivne heterokromatiin viitab kromosoomi vaigistatud DNA piirkondadele, mis aktiveeritakse konkreetsetes tingimustes.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on konstitutiivne heterokromatiin
3. Mis on fakultatiivne heterokromatiin
4. Konstitutiivse ja fakultatiivse heterokromatiini sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - konstitutiivne ja fakultatiivne heterokromatiin tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on konstitutiivne heterokromatiin?

Konstitutiivne heterokromatiin viitab DNA tumedalt värvunud kondenseerunud piirkondadele, mis asuvad kogu eukarüootide kromosoomis. Neid leidub kromosoomi peritsentromeerses ja telomeerses piirkonnas. Konstitutiivsed heterokromatiini piirkonnad visualiseeritakse, kasutades C-riba meetodit. Mikroskoobi all näib konstitutiivne heterokromatiin palju tumedat värvi.

Konstitutiivse heterokromatiini koostis põhineb peamiselt tandemi korduste suurel koopiate arvul. Need tandemi kordused võivad olla satelliit-DNA, minisatelliitne DNA või mikrosatelliitne DNA. Need piirkonnad on väga korduvad ja polümorfsed. Seetõttu kasutatakse neid praegu markerina DNA sõrmejälgede võtmisel ja isaduse testimisel.

Konstitutiivse heterokromatiini põhifunktsiooni täheldatakse rakkude jagunemisprotsessi käigus, kus ennustatakse, et õdekromatiidide eraldamiseks on vaja konstitutiivset heterokromatiini. See on kasulik ka tsentromeeri korrektseks toimimiseks ja moodustamiseks.

Kuigi nii tsentromeerne kui ka telomeerne DNA koosnevad konstitutiivsest heterokromatiinist, ei ole nii tsentromeerne kui ka telomeerne DNA kogu genoomis konserveerunud. Tsentromeersed järjestused ei ole paljudes liikides konserveerunud, kuid arvatakse, et telomeersed järjestused on liikide vahel konserveeritumad. Mõlemad piirkonnad ei sisalda geene, kuid on olulised, kuna neil on silmapaistev struktuuriline roll.

Joonis 01: Konstitutiivne heterokromatiini-C riba

Konstitutiivse heterokromatiini replikatsioon toimub hilises S-faasis. Histooni modifikatsioonid tehakse konstitutiivse heterokromatiini moodustamiseks, kusjuures kõige tavalisemad modifikatsioonid hõlmavad histooni hüpoatsetüülimist, histooni H3-Lys9 metüleerimist (H3K9) ja tsütosiini metüleerimist. Need modifikatsioonid on päritavad, kuuluvad seetõttu epigeneetika laia teema alla. Geneetilised mutatsioonid võivad põhjustada konstitutiivsete heterokromatiini piirkondade defekte, põhjustades erinevaid geneetilisi tüsistusi (Roberti sündroom)

Mis on fakultatiivne heterokromatiin?

Valikulised heterokromatiini piirkonnad on DNA piirkonnad, mida ei leidu kogu kromosoomis ja seega ei ole need eri liikide vahel ühesugused. See DNA kood halvasti ekspresseeritud geenide jaoks.

Fakultatiivsed heterokromatiinid on vaigistatud geenid, mida ekspresseeritakse eritingimustes. Need tingimused hõlmavad:

• Ajaline (nt arenguseisundid või konkreetsed rakutsükli etapid)
• Ruumiline (nt tuuma lokalisatsioon muutub keskpunktist perifeeriasse või vastupidi eksogeensete tegurite / signaalide tõttu)
• Vanemlik / päritav (nt monoalleelne geeniekspressioon)

Kromatiini modulatsiooniprotsessid vaigistavad geenid. Heterokromatiini fakultatiivse modifitseerimise klassikaline näide on X-kromosoomi inaktiveerimine naistel, kus X-kromosoomi üks komplekt inaktiveeritakse, nii et meestel ja naistel on X-kromosoomi geneetiline koostis tasakaalus.

Joonis 02: heterokromatiin

Fakultatiivsel heterokromatiinil on suur võimalus muunduda euchromatiini piirkondadeks; seega ei värvata C-ribavärvimismeetodi ajal fakultatiivset heterokromatiini tumedaks võrreldes konstitutiivse heterokromatiiniga.

Millised on konstitutiivse ja fakultatiivse heterokromatiini sarnasused?

• Nii konstitutiivsed kui ka fakultatiivsed heterokromatiini tüübid koosnevad DNA piirkondadest.
• Nii konstitutiivsed kui ka fakultatiivsed heterokromatiini tüübid on DNA tugevalt kondenseerunud piirkonnad.
• Nii konstitutiivset kui ka fakultatiivset heterokromatiini tüüpi saab eristada C-ribavärvimisega.
• Nii konstitutiivseid kui ka fakultatiivseid heterokromatiini tüüpe reguleerivad epigeneetilised tegurid.

Mis vahe on konstitutiivsel ja fakultatiivsel heterokromatiinil?

Konstitutiivne vs fakultatiivne heterokromatiin
Konstitutiivne heterokromatiin viitab kromosoomi DNA piirkondadele, mida leitakse kogu rakutsükli vältel.	Valikuline heterokromatiin on DNA piirkonnad, milles geenid vaigistatakse modifikatsioonide abil. Seetõttu aktiveeritakse need ainult teatud tingimustel ja neid ei leidu kogu rakus.
Järjestuste tüübid
Satelliit-, minisatelliidi- ja mikrosatelliitjärjestused on konstitutiivse heterokromatiini tüübid.	Pikad integreeritud tuumaelemendid on fakultatiivse heterokromatiini tüüp.
Võime väljendada
Konstitutiivne heterokromatiin ei suuda geene ekspresseerida.	Valikulist heterokromatiini saab ekspresseerida.
C kattev värvimine
Konstitutiivsed heterokromatiini ribad värvivad tumedat värvi.	Valikulised heterokromatiini ribad ei määrdu / värvu heledate värvidega.
Polümorfismid
Esineb konstitutiivse heterokromatiini hulgas.	Puudub fakultatiivses heterokromatiinis.

Kokkuvõte - Konstitutiivne vs fakultatiivne Heterokromatiin

Heterokromatiin ja euchromatiin on kaks peamist triibumismustrit, mida täheldatakse C-riba värvimisel. Heterokromatiin näib tumedat värvi, kuna need on tugevalt kondenseerunud. Konstitutiivsed ja fakultatiivsed heterokromatiini piirkonnad on heterokromatiini peamised jaotused. Kogu rakutsükli jooksul leiduvaid püsivaid piirkondi, mis on struktuurilt olulised, nimetatakse konstitutiivseks heterokromatiiniks. Summutatud DNA piirkondi, mis lõpuks muundatakse eukromatiini piirkondadeks, nimetatakse fakultatiivseks heterokromatiiniks. Neid väljendatakse ainult teatud tingimustel. See on erinevus konstitutiivse ja fakultatiivse heterokromatiini vahel.

Viide:

1.Patrick Trojer ja Danny Reinberg. “Valikuline heterokromatiin: kas on olemas eristav molekulaarne allkiri?” Molecular Cell, Cell Press, 11. oktoober 2007. Saadaval siin
2.Saksouk, Nehmé jt. "Konstitutiivne heterokromatiini moodustumine ja transkriptsioon imetajatel." Epigenetics & Chromatin, BioMed Central, 2015. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1.C-banding'By Rcann3 - Oma töö, (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0 '(CC BY 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu