Pagrindinis skirtumas – konstitucinis ir fakultatyvinis heterochromatinas
Chromosomos yra kondensuotos struktūros, sudarytos iš dezoksiribozės nukleorūgščių (DNR). Tai gerai organizuota struktūra, o pagrindinis DNR pakuotės vienetas yra nukleosoma. DNR pakavimas į chromosomą apima daugybę etapų. Kai po dažymo mikroskopu stebimos chromosomos, galima pastebėti skirtingus regionus, pvz., tamsiai nudažytas sritis ir lengvai nudažytas sritis. Tamsiai nudažyti regionai yra žinomi kaip Heterochromatin, ir tai yra regionai, kuriuose yra tankiai supakuota DNR. Lengvai dažytos sritys yra žinomos kaip euchromatinas, ir tai yra sritys, kuriose DNR yra laisvai supakuota. Heterochromatinas gali būti toliau klasifikuojamas kaip konstitucinis heterochromatinas ir fakultatyvinis heterochromatinas. Konstitucinis heterochromatinas reiškia chromosomos DNR sritis, esančias per visą ląstelės ciklą. Jie daugiausia randami netoli pericentromerinių ir telomerinių chromosomos regionų. Fakultatyvinis heterochromatinas yra DNR sritys, kuriose genai nutildomi modifikuojant. Todėl jie aktyvuojami tik tam tikromis sąlygomis ir nerandami visoje ląstelėje. Pagrindinis skirtumas tarp konstitucinio ir fakultatyvinio heterochromatino yra dviejų tipų funkcionalumas. Konstitucinis heterochromatinas yra per visą ląstelės ciklą ir nekoduoja b altymų, o fakultatyvinis heterochromatinas reiškia nutildytas chromosomos DNR sritis, kurios aktyvuojamos tam tikromis sąlygomis.
Kas yra konstitucinis heterochromatinas?
Konstitucinis heterochromatinas reiškia tamsiai nudažytas kondensuotas DNR sritis, esančias visoje eukariotų chromosomoje. Jie randami pericentromerinėse ir telomerinėse chromosomos srityse. Konstitucinės heterochromatino sritys vizualizuojamos naudojant C juostų techniką. Žiūrint mikroskopu, konstitucinis heterochromatinas atrodo labai tamsiai nudažytas.
Konstitucinio heterochromatino sudėtis daugiausia pagrįsta dideliu tandeminių pakartojimų kopijų skaičiumi. Šie tandeminiai pasikartojimai gali būti palydovinė DNR, minipalydovinė DNR arba mikrosatelitinė DNR. Šios sritys yra labai pasikartojančios ir polimorfinės. Todėl šiuo metu jie naudojami kaip žymenys imant DNR pirštų atspaudus ir tiriant tėvystę.
Pagrindinė konstitucinio heterochromatino funkcija stebima ląstelių dalijimosi proceso metu, kai prognozuojama, kad seserinėms chromatidėms atskirti reikalingas konstitucinis heterochromatinas. Jis taip pat naudingas tinkamai funkcionuojant ir formuojant centromerą.
Nors tiek centromerinė, tiek telomerinė DNR yra sudarytos iš konstitucinio heterochromatino, tiek centromerinė, tiek telomerinė DNR nėra konservuota visame genome. Centromerinės sekos nėra konservuotos daugelyje rūšių, tačiau manoma, kad telomerinės sekos yra labiau konservuotos visose rūšyse. Abiejuose regionuose nėra genų, bet jie yra svarbūs, nes atlieka svarbų struktūrinį vaidmenį.
01 pav. Konstitucinis heterochromatinas – C juosta
Konstitucinio heterochromatino replikacija vyksta vėlyvojoje S fazėje. Histonų modifikacijos atliekamos, kad susidarytų konstitucinis heterochromatinas, kur dažniausiai pasitaikančios modifikacijos yra – histono hipoacetilinimas, histono H3-Lys9 metilinimas (H3K9) ir citozino metilinimas. Šios modifikacijos yra paveldimos, todėl patenka į plačią epigenetikos temą. Dėl genetinių mutacijų gali atsirasti konstitucinių heterochromatino sričių defektų, dėl kurių gali atsirasti įvairių genetinių komplikacijų (Roberto sindromas)
Kas yra fakultatyvinis heterochromatinas?
Fakultatyvūs heterochromatino regionai yra DNR sritys, kurių nėra visoje chromosomoje, todėl jos nesutampa tarp skirtingų rūšių. Ši DNR koduoja genus, kurie yra prastai išreikšti.
Fakultatyvūs heterochromatinai yra nutildyti genai, kurie ekspresuojami tam tikromis sąlygomis. Šios sąlygos apima:
- Laikinis (pvz., vystymosi būsenos arba specifinės ląstelių ciklo stadijos)
- Erdvinė (pvz., branduolio lokalizacija keičiasi iš centro į periferiją arba atvirkščiai dėl egzogeninių veiksnių / signalų)
- Tėvų/paveldima (pvz., monoalelių genų ekspresija)
Genai nutildomi dėl chromatino moduliacijos procesų. Klasikinis fakultatyvinės heterochromatino modifikacijos pavyzdys yra X chromosomos inaktyvacija moterims, kai vienas X chromosomų rinkinys yra inaktyvuotas, kad genetinė X chromosomos sudėtis vyrams ir moterims būtų subalansuota.
02 pav.: Heterochromatinas
Fakultatyvus heterochromatinas turi didelę galimybę paversti euchromatino regionais; taigi, naudojant C juostos dažymo techniką, fakultatyvinis heterochromatinas nėra nudažytas tamsiai, palyginti su konstituciniu heterochromatinu.
Kokie yra konstitucinio ir fakultatyvinio heterochromatino panašumai?
- Tiek konstitucinis, tiek fakultatyvinis heterochromatino tipai susideda iš DNR sričių.
- Tiek konstituciniai, tiek fakultatyviniai heterochromatino tipai yra labai kondensuotos DNR sritys.
- Ir konstitucinį, ir fakultatyvinį heterochromatino tipus galima atskirti pagal C juostos dažymą.
- Tiek konstitucinį, tiek fakultatyvinį heterochromatino tipus reguliuoja epigenetiniai veiksniai.
Kuo skiriasi konstitucinis ir fakultatyvinis heterochromatinas?
Konstitucinis vs fakultatyvinis heterochromatinas |
|
| Konstitucinis heterochromatinas reiškia DNR sritis chromosomoje, randamas per visą ląstelės ciklą. | Fakultatyvus heterochromatinas yra DNR sritys, kuriose genai nutildomi modifikuojant. Todėl jie aktyvuojami tik esant tam tikroms sąlygoms ir nerandami visame langelyje. |
| Sekų tipai | |
| Palydovinės, minipalydovo ir mikropalydovo sekos yra konstitucinio heterochromatino tipai. | Ilgai įsiterpę branduoliniai elementai yra fakultatyvinio heterochromatino tipas. |
| Gebėjimas išreikšti | |
| Konstitucinis heterochromatinas negali išreikšti genų. | Galima išreikšti fakultatyvinį heterochromatiną. |
| C juostelių dažymas | |
| Konstitucinės heterochromatino juostos nusidažo tamsia spalva. | Fakultatyvinės heterochromatino juostelės nedažo / nedažo šviesia spalva. |
| Polimorfizmai | |
| Esama tarp konstitucinio heterochromatino. | Nėra fakultatyvinio heterochromatino. |
Santrauka – konstitucinis ir fakultatyvinis heterochromatinas
Heterochromatinas ir euchromatinas yra du pagrindiniai juostų raštai, pastebėti dažant C juostą. Heterochromatinas atrodo tamsiai nudažytas, nes jie yra labai kondensuoti. Konstitucinis ir fakultatyvinis heterochromatino regionai yra pagrindiniai heterochromatino skyriai. Visame ląstelių cikle aptinkami nuoseklūs regionai, kurie yra struktūriškai svarbūs, vadinami konstituciniu heterochromatinu. Nutildytos DNR sritys, kurios galiausiai paverčiamos euchromatino sritimis, vadinamos fakultatyviniu heterochromatinu. Jie išreiškiami tik tam tikromis sąlygomis. Tai yra skirtumas tarp konstitucinio ir fakultatyvinio heterochromatino.
