Forskel mellem konstitutivt og fakultativt heterochromatin

Nøgleforskel - Konstitutiv vs fakultativ heterochro
 

Kromosomer er kondenserede strukturer sammensat af Deoxyribose nukleinsyrer (DNA). Det er en velorganiseret struktur, og den grundlæggende enhed i DNA-emballagen er nukleosomet. Pakningen af ​​DNA i kromosomet involverer mange trin. Når kromosomer observeres under et mikroskop efter farvning, kan forskellige regioner observeres, såsom mørkfarvede regioner og letfarvede regioner. Mørkfarvede regioner er kendt som Heterochromatin, og det er de regioner, der har tætpakket DNA. Letfarvede regioner er kendt som Euchromatin, og det er de regioner, der har løst pakket DNA. Heterochromatin kan yderligere klassificeres som konstitutiv heterochromatin og fakultativ heterochromatin. Konstitutivt heterochromatin henviser til regionerne af DNA i kromosomet, der findes gennem hele cellecyklussen. De findes hovedsageligt nær de peri-centromere regioner og kromosomets telomere regioner. Facultativt heterochromatin er regioner af det DNA, hvor generne tystes ved modifikationer. Derfor aktiveres de kun under visse betingelser og findes ikke i hele cellen. Det vigtigste forskel mellem konstitutivt og fakultativt heterochromatin er funktionaliteten af ​​de to typer. Konstitutivt heterochromatin er til stede i hele cellecyklussen og koder ikke for proteiner, hvorimod fakultativt heterochromatin henviser til lyddæmpede DNA-regioner i kromosomet, der aktiveres under specifikke betingelser.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er konstitutivt Heterochromatin
3. Hvad er fakultativt heterochromatin
4. Ligheder mellem konstitutivt og fakultativt heterochromatin
5. Sammenligning side ved side - Konstitutiv vs fakultativ heterochromatin i tabelform
6. Resume

Hvad er konstitutivt Heterochromatin?

Konstitutivt heterochromatin henviser til de mørktfarvede kondenserede regioner af DNA, der findes i hele eukaryoternes kromosom. De findes i de peri-centromere og telomere regioner af kromosomet. Konstitutive heterochromatin-regioner visualiseres under anvendelse af C-båndteknikken. Under mikroskopet ser det ud til, at det konstitutive heterochromatin er meget mørkt farvet.

Sammensætningen af ​​det konstitutive heterochromatin er hovedsageligt baseret på det høje antal kopier af tandem-gentagelser. Disse tandem-gentagelser kan være satellit-DNA, minisatellit-DNA eller mikrosatellit-DNA. Disse regioner er meget gentagne og polymorfe. Derfor bruges de i øjeblikket som markører i DNA-fingeraftryk og faderskabstest.

Hovedfunktionen af ​​konstitutivt heterochromatin observeres under celledelingsprocessen, hvor det er forudsagt, at det er nødvendigt med konstitutivt heterochromatin til adskillelse af søsterchromatider. Det er også nyttigt til korrekt funktion og dannelse af centromeren.

Selvom både centromerisk og telomer DNA er sammensat af konstitutivt heterochromatin, bevares både centromerisk og telomer DNA ikke gennem hele genomet. Centromere sekvenser konserveres ikke i mange arter, men telomere sekvenser menes at være mere konserverede på tværs af arter. Begge regioner indeholder ikke gener, men er vigtige, da de spiller en fremtrædende strukturel rolle.

Figur 01: Konstitutivt Heterochromatin - C-bånd

Replikation af konstitutivt heterochromatin finder sted i den sene S-fase. Histonmodifikationer udføres for at danne den konstitutive heterochromatin, hvor de mest almindelige modifikationer inkluderer - histone-hypoacetylering, histon H3-Lys9-methylering (H3K9) og cytosin-methylering. Disse ændringer er arvelige og falder derfor ind under det brede emne af epigenetik. Genetiske mutationer kan føre til defekter i de konstitutive heterochromatin-regioner, der fører til forskellige genetiske komplikationer (Robert's Syndrome)

Hvad er fakultativt heterochromatin?

Facultative heterochromatin-regioner er de DNA-regioner, der ikke findes i hele kromosomet, og de er således ikke konsistente mellem forskellige arter. Denne DNA-kode for gener, der udtrykkes dårligt.

De fakultative heterochromatiner er tavsede gener, der udtrykkes under specifikke betingelser. Disse betingelser inkluderer;

• Midlertidige (f.eks. Udviklingstilstande eller specifikke cellecyklusstadier)
• Rumlig (f.eks. Ændres nuklear lokalisering fra centrum til periferi eller omvendt på grund af eksogene faktorer / signaler)
• Forældre / arvelig (f.eks. Monoallel genekspression)

Generene tystes af chromatinmodulationsprocesser. Det klassiske eksempel på fakultativ heterochromatin-modifikation er X-kromosominaktivering hos kvinder, hvor et sæt X-kromosom inaktiveres, så den genetiske sammensætning af X-kromosom hos mænd og kvinder er afbalanceret.

Figur 02: Heterochromatin

Fakultativt heterochromatin har en stor mulighed for at blive omdannet til euchromatin-regioner; under C-bandingfarvningsteknik farves således ikke fakultativ heterochromatin mørkt i sammenligning med konstitutivt heterochromatin.

Hvad er ligheden mellem konstitutivt og fakultativt heterochromatin?

• Både konstitutive og fakultative Heterochromatin-typer er sammensat af DNA-regioner.
• Både konstitutive og fakultative Heterochromatin-typer er stærkt kondenserede regioner af DNA.
• Både konstitutive og fakultative Heterochromatin-typer kan skelnes ved C-båndfarvning.
• Både konstitutive og fakultative Heterochromatin-typer reguleres af epigenetiske faktorer.

Hvad er forskellen mellem konstitutivt og fakultativt heterochromatin?

Konstitutivt vs fakultativt heterochromatin
Konstitutivt heterochromatin henviser til regionerne af DNA i kromosomet, der findes gennem hele cellecyklussen.	Facultativt heterochromatin er regioner af det DNA, hvor generne tystes ved modifikationer. Derfor aktiveres de kun under visse betingelser og findes ikke i hele cellen.
Typer af sekvenser
Satellit-, minisatellit- og mikrosatellit-sekvenser er typer af konstitutivt heterochromatin.	Lange isputtede nukleare elementer er en type fakultativ heterochromatin.
Evne til at udtrykke
Konstitutivt heterochromatin er ikke i stand til at udtrykke generne.	Facultativt heterochromatin kan udtrykkes.
C Båndfarvning
Konstitutive heterochromatinbånd farves i mørk farve.	Facultative heterochromatinbånd pletter / farves ikke med en lys farve.
polymorfier
Til stede blandt det konstitutive heterochromatin.	Fraværende i fakultativt heterochromatin.

Resumé - Konstitutiv vs fakultativ heterochro

Heterochromatin og Euchromatin er de to vigtigste båndmønstre observeret under C-båndfarvning. Heterochromatin ser mørk farvet ud, da de er stærkt kondenseret. Konstitutive og fakultative heterochromatin-regioner er de vigtigste opdelinger af heterochromatin. De konsistente regioner, der findes gennem hele cellecyklussen, som er strukturelt vigtige, omtales som konstitutivt heterochromatin. De lydløse DNA-regioner, der til sidst omdannes til euchromatin-regioner, kaldes facultativ heterochromatin. De udtrykkes kun under visse betingelser. Dette er forskellen mellem konstitutivt og fakultativt heterochromatin.

Reference:

1.Patrick Trojer og Danny Reinberg. "Fakultativt heterochromatin: Er der en markant molekylær signatur?" Molecular Cell, Cell Press, 11. oktober 2007. Tilgængelig her
2.Saksouk, Nehmé, et al. "Konstitutiv dannelse og transkription af heterochromatin hos pattedyr." Epigenetics & Chromatin, BioMed Central, 2015. Tilgængelig her

Billede høflighed:

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