Kľúčový rozdiel - konštitutívny vs. fakultatívny heterochromatín
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 po zafarbení pod mikroskopom pozorujú chromozómy, možno pozorovať rôzne oblasti, ako sú napríklad tmavo zafarbené oblasti a ľahko zafarbené oblasti. Tmavo sfarbené oblasti sú známe ako heterochromatín a sú to oblasti, ktoré majú husto zabalenú DNA. Ľahko zafarbené oblasti sú známe ako euchromatín a sú to oblasti, ktoré majú voľne zbalenú DNA. Heterochromatín možno ďalej klasifikovať ako konštitutívny heterochromatín a fakultatívny heterochromatín. Konštitutívny heterochromatín označuje oblasti DNA v chromozóme nachádzajúce sa počas bunkového cyklu. Nachádzajú sa hlavne v blízkosti peri-centromerických oblastí a telomerických oblastí chromozómu. Fakultatívne heterochromatín je oblasť DNA, v ktorej sú gény umlčané modifikáciami. Preto sa aktivujú iba za určitých podmienok a nenachádzajú sa v celej bunke. Kľúčovým rozdielom 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 označuje umlčané oblasti DNA chromozómu, ktoré sa aktivujú za špecifických podmienok.aktivujú sa iba za určitých podmienok a nenájdu sa v celej bunke. Kľúčovým rozdielom 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 označuje umlčané oblasti DNA chromozómu, ktoré sa aktivujú za špecifických podmienok.aktivujú sa iba za určitých podmienok a nenájdu sa v celej bunke. Kľúčovým rozdielom 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 označuje umlčané oblasti DNA chromozómu, ktoré sa aktivujú za špecifických podmienok.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je to konštitutívny heterochromatín
3. Čo je to fakultatívny heterochromatín
4. Podobnosti medzi konštitutívnym a fakultatívnym heterochromatínom
5. Porovnanie vedľa seba - konštitutívny vs. fakultatívny heterochromatín v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je konštitutívny heterochromatín?
Konštitutívny heterochromatín označuje tmavo zafarbené kondenzované oblasti DNA, ktoré sa nachádzajú v chromozóme eukaryotov. Nachádzajú sa v peri-centromerických a telomerických oblastiach chromozómu. Konštitutívne heterochromatínové oblasti sú vizualizované pomocou techniky C bandáže. Pod mikroskopom sa zdá, že konštitutívny heterochromatín je výrazne tmavo sfarbený.
Zloženie konštitutívneho heterochromatínu je založené hlavne na vysokom počte kópií tandemových opakovaní. Tieto tandemové repetície môžu byť satelitná DNA, mini-satelitná DNA alebo mikrosatelitná DNA. Tieto oblasti sú vysoko opakujúce sa a polymorfné. Preto sa v súčasnosti používajú ako markery pri snímaní odtlačkov prstov DNA a testovaní otcovstva.
Hlavná funkcia konštitutívneho heterochromatínu sa pozoruje počas procesu bunkového delenia, kde sa predpokladá, že je potrebný konštitutívny heterochromatín na segregáciu sesterských chromatidov. Je tiež užitočný pri správnom fungovaní a tvorbe centroméry.
Aj keď centromerická aj telomerická DNA sú zložené z konštitutívneho heterochromatínu, centromerická aj telomerická DNA nie sú v celom genóme konzervované. Centromerické sekvencie nie sú konzervované u mnohých druhov, ale predpokladá sa, že telomerické sekvencie sú u druhov konzervatívnejšie. Oba regióny neobsahujú gény, sú však dôležité, pretože hrajú významnú štrukturálnu úlohu.
Obrázok 01: Konštitutívny heterochromatín - pásmo C.
Replikácia konštitutívneho heterochromatínu prebieha 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 modifikácie sú preto dedičné a spadajú pod širokú tému epigenetiky. Genetické mutácie môžu viesť k poruchám v konštitutívnych heterochromatínových oblastiach, ktoré vedú k rôznym genetickým komplikáciám (Robertov syndróm)
Čo je fakultatívny heterochromatín?
Fakultatívne heterochromatínové oblasti sú oblasti DNA, ktoré sa nenachádzajú v celom chromozóme, a teda nie sú konzistentné medzi rôznymi druhmi. Tento DNA kód 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 štádia bunkového cyklu)
- Priestorové (napr. Zmeny jadrovej lokalizácie zo stredu na perifériu alebo naopak v dôsledku exogénnych faktorov / signálov)
- Rodičovská / dedičná (napr. Expresia monoallelického génu)
Gény sú umlčané procesmi modulácie chromatínu. Klasickým príkladom fakultatívnej modifikácie heterochromatínu je inaktivácia chromozómu X u žien, kde je inaktivovaná jedna sada chromozómu X tak, aby bolo vyvážené genetické zloženie chromozómu X u mužov a žien.
Obrázok 02: Heterochromatín
Fakultatívny heterochromatín má vysokú možnosť premeny na euchromatínové oblasti; teda počas techniky farbenia pásmom C sa fakultatívny heterochromatín nefarbí tmavo v porovnaní s konštitutívnym heterochromatínom.
Aké sú podobnosti medzi konštitutívnym a fakultatívnym heterochromatínom?
- Konštitutívny aj fakultatívny heterochromatínový typ sú zložené z oblastí DNA.
- Konštitutívny aj fakultatívny heterochromatínový typ sú vysoko kondenzované oblasti DNA.
- Oba typy konštitutívneho a fakultatívneho heterochromatínu sa dajú rozlíšiť podľa C pruhovej farby.
- Konštitutívny aj fakultatívny heterochromatínový typ sú regulované epigenetickými faktormi.
Aký je rozdiel medzi konštitutívnym a fakultatívnym heterochromatínom?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Konštitutívny vs fakultatívny heterochromatín |
|
| Konštitutívny heterochromatín označuje oblasti DNA v chromozóme nachádzajúce sa počas bunkového cyklu. | Fakultatívne heterochromatín je oblasť DNA, v ktorej sú gény umlčané modifikáciami. Preto sa aktivujú iba za určitých podmienok a nenachádzajú sa v celej bunke. |
| Typy sekvencií | |
| Satelitné, minisatelitné a mikrosatelitné sekvencie sú typmi konštitutívneho heterochromatínu. | Dlho rozptýlené jadrové prvky sú typom fakultatívneho heterochromatínu. |
| Schopnosť vyjadrovať | |
| Konštitutívny heterochromatín nie je schopný exprimovať gény. | Môže sa exprimovať fakultatívny heterochromatín. |
| C Farbenie pruhov | |
| Konštitutívne heterochromatínové pásy sa farbia tmavou farbou. | Fakultatívne heterochromatínové pásy sa nefarbia / nefarbia svetlou farbou. |
| Polymorfizmy | |
| Je prítomný medzi konštitutívnym heterochromatínom. | Neobsahuje fakultatívny heterochromatín. |
Zhrnutie - konštitutívny vs fakultatívny heterochromatín
Heterochromatín a euchromatín sú dva hlavné pruhy, ktoré sa pozorujú pri farbení v C pásme. Heterochromatín sa javí ako tmavo sfarbený, pretože je vysoko kondenzovaný. Konštitutívne a fakultatívne heterochromatínové oblasti sú hlavnými rozdeleniami heterochromatínu. Konzistentné oblasti nachádzajúce sa v priebehu bunkového cyklu, ktoré sú štrukturálne dôležité, sa označujú ako konštitutívny heterochromatín. Umlčané oblasti DNA, ktoré sa nakoniec prevedú na oblasti euchromatínu, sa označujú ako fakultatívne heterochromatíny. Vyjadrujú sa iba za určitých podmienok. To je rozdiel medzi konštitutívnym a fakultatívnym heterochromatínom.
