Razlika između konstitutivnog i fakultativnog heterokromatina

Ključna razlika - konstitutivan naspram fakultativnog heterokromatin
 

Hromosomi su kondenzirane strukture sastavljene od nukleinskih kiselina deoksiriboze (DNA). To je dobro organizirana struktura, a osnovna jedinica DNA ambalaže je nukleosom. Pakiranje DNK u kromosom uključuje mnogo koraka. Kada se kromosomi promatraju pod mikroskopom nakon bojenja, mogu se primijetiti različite regije, kao što su tamno obojene regije i blago obojene regije. Tamno obojene regije poznate su kao Heterokromatin i to su regije koje imaju gusto nabijenu DNK. Lagano obojene regije poznate su kao Euchromatin i to su regije koje imaju lagano nabijenu DNK. Heterokromatin se dalje može klasificirati kao konstitutivni heterokromatin i fakultativni heterokromatin. Konstitutivni heterokromatin odnosi se na područja DNA u kromosomu koja se nalaze tijekom staničnog ciklusa. Uglavnom se nalaze u blizini pericentromernih područja i telomernih područja kromosoma. Fakultativni heterokromatin je regija DNA u kojoj se modifikacijama utišava gen. Stoga se aktiviraju samo pod određenim uvjetima i ne nalaze se u cijeloj stanici. ključna razlika između konstitutivnog i fakultativnog heterokromatina funkcionalnost je dvije vrste. Konstitutivni heterokromatin prisutan je u staničnom ciklusu i ne kodira proteine, dok se fakultativni heterokromatin odnosi na prigušene DNA regije kromosoma koje se aktiviraju u specifičnim uvjetima.

SADRŽAJ

1. Pregled i ključne razlike
2. Što je konstitutivni heterokromatin
3. Što je fakultativni heterokromatin
4. Sličnosti između konstitutivnog i fakultativnog heterokromatina
5. Usporedna usporedba - konstitutivni vs fakultativni heterokromatin u tabelarnom obliku
6. Sažetak

Što je konstitutivni heterokromatin?

Konstitutivni heterokromatin odnosi se na tamno obojene kondenzirane regije DNA koje se nalaze u čitavom kromosomu eukariota. Nalaze se u pericentromernoj i telomernoj regiji kromosoma. Konstitutivna heterokromatinska područja vizualiziraju se tehnikom C vrpci. Pod mikroskopom se čini da je konstitutivni heterokromatin znatno tamnije obojen.

Sastav konstitutivnog heterokromatina uglavnom se temelji na velikom broju kopija tandemskih ponavljanja. Ta ponavljanja u tandemu mogu biti satelitski DNK, minisatelinski DNK ili mikrosatelitski DNK. Ove regije su vrlo ponavljajuće i polimorfne. Stoga se u ovom trenutku koriste kao markeri u DNK otiscima prstiju i testiranju očinstva.

Glavna funkcija konstitutivnog heterokromatina opažena je tijekom procesa diobe stanica gdje se predviđa da je konstitutivni heterokromatin potreban za segregaciju sestrinskih kromatida. Koristan je i u pravilnom funkcioniranju i formiranju centromera.

Iako su i centromerna i telomerna DNA sastavljene od konstitutivnog heterokromatina, i centromerna i telomerna DNK ne čuvaju se u genomu. Centromerne sekvence nisu sačuvane u mnogim vrstama, ali se smatra da su telomerni nizovi sačuvani u vrstama. Obje regije ne sadrže gene, ali su važne jer igraju istaknutu strukturnu ulogu.

Slika 01: Konstitutivni heterokromatin - C vrpca

Replikacija konstitutivnog heterokromatina odvija se tijekom kasne S faze. Promjene histona izvode se tako da formiraju konstitutivni heterokromatin, pri čemu najčešće modifikacije uključuju - histonu hipoacetilaciju, metilaciju histona H3-Lys9 (H3K9) i metilaciju citozina. Te su promjene stoga nasljedne i spadaju u široku temu epigenetike. Genetske mutacije mogu dovesti do oštećenja konstitutivnih heterokromatinskih područja što dovodi do različitih genetskih komplikacija (Robertov sindrom)

Što je fakultativni heterokromatin?

Fakultativna heterokromatinska područja su DNA područja koja se ne nalaze u čitavom kromosomu, pa stoga nisu konzistentne između različitih vrsta. Ovaj DNK kod za gene koji se slabo izražavaju.

Fakultativni heterokromatini su tihi geni koji se eksprimiraju u specifičnim uvjetima. Ovi uvjeti uključuju;

• Vremenski (npr. Razvojna stanja ili specifične faze staničnog ciklusa)
• Prostorni (npr. Nuklearna lokalizacija se mijenja od središta do periferije ili obrnuto zbog egzogenih faktora / signala)
• Roditeljski / nasljedni (npr. Monoallelna ekspresija gena)

Geni se utišavaju procesima kromatinske modulacije. Klasični primjer fakultativne modifikacije heterokromatina je inaktivacija X kromosoma kod žena, gdje je jedan skup X kromosoma inaktiviran tako da je genetski sastav X kromosoma u muškaraca i žena uravnotežen.

Slika 02: Heterokromatin

Fakultativni heterokromatin ima veliku mogućnost pretvaranja u regije eukromatina; na taj način, tijekom tehnike bojenja na C traku, fakultativni heterokromatin nije obojen tamno u odnosu na konstitutivni heterokromatin.

Koje su sličnosti između konstitutivnog i fakultativnog heterokromatina?

• Konstitutivni i fakultativni heterokromatinski tipovi sastoje se od DNA područja.
• I konstitutivni i fakultativni heterokromatinski tipovi su visoko kondenzirana područja DNA.
• Konstitutivni i fakultativni heterokromatinski tipovi mogu se razlikovati bojom od C..
• I konstitutivni i fakultativni heterokromatinski tipovi regulirani su epigenetskim faktorima.

Koja je razlika između konstitutivnog i fakultativnog heterokromatina?

Konstitutivni vs fakultativni heterokromatin
Konstitutivni heterokromatin odnosi se na područja DNA u kromosomu koja se nalaze tijekom staničnog ciklusa.	Fakultativni heterokromatin je regija DNA u kojoj se modifikacijama utišava gen. Stoga se aktiviraju samo pod određenim uvjetima i ne nalaze se u cijeloj stanici.
Vrste sekvenci
Satelitski, minisatelski i mikrosatelitski nizovi su vrste konstitutivnog heterokromatina.	Dugi isprepleteni nuklearni elementi su vrsta fakultativnog heterokromatina.
Sposobnost izražavanja
Konstitutivni heterokromatin nije u stanju izraziti gene.	Fakultativni heterokromatin se može izraziti.
C obojenje trakom
Konstitutivni heterokromatinski slojevi oboje se tamnom bojom.	Fakultativni heterokromatinski slojevi se ne mrlje svijetlom bojom.
polimorfizmi
Prisutan među konstitutivnim heterokromatinom.	Nedostaje u fakultativnom heterokromatinu.

Sažetak - Konstitutivni vs Fakultativni heterokromatin

Heterokromatin i eukromatin su dva glavna obrasca pojasa opaženih pod bojenjem u C traku. Heterokromatin izgleda tamno obojen jer su visoko kondenzirani. Konstitutivne i fakultativne regije heterokromatina su glavne podjele heterokromatina. Dosljedne regije pronađene tijekom staničnog ciklusa, koje su strukturno važne, nazivaju se konstitutivnim heterokromatinom. Prigušene DNA regije koje se na kraju pretvaraju u eukromatinske regije nazivaju se fakultativnim heterokromatinom. Izražavaju se samo pod određenim uvjetima. To je razlika između konstitutivnog i fakultativnog heterokromatina.

Referenca:

1.Patrick Trojer i Danny Reinberg. "Fakultativni heterokromatin: Postoji li poseban molekulski potpis?" Molecular Cell, Cell Press, 11. listopada 2007. Dostupno ovdje
2.Saksouk, Nehmé i sur. "Konstitutivna tvorba heterokromatina i transkripcija u sisavaca." Epigenetika i kromatin, BioMed Central, 2015. Dostupno ovdje

Ljubaznošću slike:

1.'C-bendiranje'By Rcann3 - Vlastiti rad, (CC BY-SA 4.0) putem Commons Wikimedia 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0 '(CC BY 3.0) putem Commons Wikimedia