Galvenā atšķirība - konstitutīvs un fakultatīvs heterohromatīns
Hromosomas ir kondensētas struktūras, kas sastāv no dezoksiribozes nukleīnskābēm (DNS). Tā ir labi organizēta struktūra, un DNS iepakojuma pamatvienība ir nukleosoma. DNS iesaiņošana hromosomā ietver vairākus posmus. Kad hromosomas tiek novērotas mikroskopā pēc krāsošanas, var novērot dažādus reģionus, piemēram, tumši iekrāsotus reģionus un viegli iekrāsotus reģionus. Tumši iekrāsotie reģioni ir pazīstami kā heterohromatīns, un tie ir reģioni, kuros ir blīvi iesaiņota DNS. Viegli iekrāsotie reģioni ir pazīstami kā eihromatīns, un tie ir reģioni, kuros DNS ir brīvi iesaiņota. Heterohromatīnu var klasificēt kā konstitutīvo heterohromatīnu un fakultatīvo heterohromatīnu. Konstitutīvs heterohromatīns attiecas uz DNS reģioniem hromosomā, kas atrodami visā šūnu ciklā. Tie galvenokārt atrodami hromosomas pericentromēru reģionu un telomēru reģionu tuvumā. Fakultatīvais heterohromatīns ir DNS reģioni, kuros gēni tiek apklusināti ar modifikācijām. Tāpēc tie tiek aktivizēti tikai noteiktos apstākļos un nav atrodami visā šūnā. Galvenā atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu ir abu veidu funkcionalitāte. Konstitutīvs heterohromatīns ir sastopams visā šūnu ciklā un nekodē olb altumvielas, savukārt fakultatīvais heterohromatīns attiecas uz hromosomas apklusinātiem DNS reģioniem, kas tiek aktivizēti īpašos apstākļos.
Kas ir konstitutīvais heterohromatīns?
Konstitutīvs heterohromatīns attiecas uz tumši iekrāsotiem kondensētiem DNS reģioniem, kas atrodas visā eikariotu hromosomā. Tie ir atrodami hromosomas pericentromēriskajos un telomēriskajos reģionos. Konstitutīvie heterohromatīna reģioni tiek vizualizēti, izmantojot C joslu metodi. Zem mikroskopa konstitutīvais heterohromatīns šķiet daudz tumši iekrāsots.
Konstitūtīvā heterohromatīna sastāvs galvenokārt balstās uz lielo tandēma atkārtojumu kopiju skaitu. Šie tandēma atkārtojumi var būt satelīta DNS, minisatelīta DNS vai mikrosatelīta DNS. Šie reģioni ir ļoti atkārtoti un polimorfiski. Tāpēc pašlaik tos izmanto kā marķierus DNS pirkstu nospiedumu noņemšanā un paternitātes pārbaudē.
Konstitutīvā heterohromatīna galvenā funkcija tiek novērota šūnu dalīšanās procesā, kur tiek prognozēts, ka māsu hromatīdu segregācijai ir nepieciešams konstitutīvs heterohromatīns. Tas ir noderīgs arī pareizai centromēra darbībai un veidošanai.
Lai gan centromēru un telomēru DNS veido konstitutīvs heterohromatīns, gan centromēriskā, gan telomēriskā DNS nav konservētas visā genomā. Centromēru sekvences nav saglabājušās daudzās sugās, taču tiek uzskatīts, ka telomēru sekvences ir vairāk konservētas visās sugās. Abi reģioni nesatur gēnus, bet ir svarīgi, jo tiem ir nozīmīga strukturāla loma.
Attēls 01: Konstitutīvs heterohromatīns - C joslas
Konstitutīvā heterohromatīna replikācija notiek vēlīnā S fāzē. Histona modifikācijas tiek veiktas, veidojot konstitutīvo heterohromatīnu, kur visbiežāk sastopamās modifikācijas ir – histona hipoacetilēšana, histona H3-Lys9 metilēšana (H3K9) un citozīna metilēšana. Šīs modifikācijas ir pārmantojamas, tāpēc ietilpst plašajā epigenētikas tēmā. Ģenētiskās mutācijas var izraisīt defektus konstitutīvajos heterohromatīna reģionos, izraisot dažādas ģenētiskas komplikācijas (Roberta sindroms)
Kas ir fakultatīvais heterohromatīns?
Fakultatīvie heterohromatīna reģioni ir DNS reģioni, kas nav atrodami visā hromosomā, un tādējādi tie nav konsekventi starp dažādām sugām. Šis DNS kodē gēnus, kas izteikti slikti.
Fakultatīvie heterohromatīni ir apklusināti gēni, kas izpaužas īpašos apstākļos. Šie nosacījumi ietver:
- Laiks (piem., attīstības stāvokļi vai specifiski šūnu cikla posmi)
- Telpisks (piemēram, kodola lokalizācija mainās no centra uz perifēriju vai otrādi eksogēnu faktoru/signālu dēļ)
- Vecāku/iedzimta (piemēram, monoalēliskā gēna ekspresija)
Gēnus apklusina hromatīna modulācijas procesi. Klasisks fakultatīvās heterohromatīna modifikācijas piemērs ir X hromosomas inaktivācija sievietēm, kur tiek inaktivēta viena X hromosomu kopa, lai X hromosomas ģenētiskais sastāvs vīriešiem un sievietēm būtu līdzsvarots.
2. attēls: Heterohromatīns
Fakultatīvajam heterohromatīnam ir liela iespēja pārvērsties eihromatīna reģionos; tādējādi, izmantojot C joslu krāsošanas paņēmienu, fakultatīvais heterohromatīns nav iekrāsots tumši salīdzinājumā ar konstitutīvo heterohromatīnu.
Kādas ir līdzības starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu?
- Gan konstitutīvie, gan fakultatīvie heterohromatīna tipi sastāv no DNS reģioniem.
- Gan konstitutīvie, gan fakultatīvie heterohromatīna tipi ir ļoti kondensēti DNS reģioni.
- Gan konstitutīvo, gan fakultatīvo heterohromatīna veidus var atšķirt pēc krāsojuma ar C joslu.
- Gan konstitutīvo, gan fakultatīvo heterohromatīna tipus regulē epiģenētiski faktori.
Kāda ir atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu?
Konstitutīvs pret fakultatīvo heterohromatīnu |
|
| Konstitutīvs heterohromatīns attiecas uz DNS reģioniem hromosomā, kas atrodami visā šūnu ciklā. | Fakultatīvais heterohromatīns ir DNS reģioni, kuros gēni tiek apklusināti ar modifikācijām. Tāpēc tie tiek aktivizēti tikai noteiktos apstākļos un nav atrodami visā šūnā. |
| Secību veidi | |
| Satelītu, minisatelītu un mikrosatelītu sekvences ir konstitutīvā heterohromatīna veidi. | Ilgi mijas kodolelementi ir fakultatīvā heterohromatīna veids. |
| Spēja izteikt | |
| Konstitutīvs heterohromatīns nespēj izteikt gēnus. | Var izteikt fakultatīvo heterohromatīnu. |
| C lentu iekrāsošana | |
| Konstitutīvās heterohromatīna joslas iekrāsojas tumšā krāsā. | Fakultatīvās heterohromatīna joslas nekrāso / nekrāso gaišā krāsā. |
| Polimorfismi | |
| Klāt starp konstitutīvo heterohromatīnu. | Fakultatīvajā heterohromatīnā nav. |
Kopsavilkums - konstitutīvs pret fakultatīvo heterohromatīnu
Heterohromatīns un eihromatīns ir divi galvenie joslu modeļi, kas novēroti C joslas iekrāsošanā. Heterohromatīns šķiet tumši iekrāsots, jo tie ir ļoti kondensēti. Konstitutīvie un fakultatīvie heterohromatīna reģioni ir galvenie heterohromatīna sadalījumi. Konsekventie reģioni, kas atrodami visā šūnu ciklā un ir strukturāli svarīgi, tiek saukti par konstitutīvo heterohromatīnu. Apklusinātie DNS reģioni, kas galu galā tiek pārveidoti par eihromatīna reģioniem, tiek saukti par fakultatīvo heterohromatīnu. Tie tiek izteikti tikai noteiktos apstākļos. Šī ir atšķirība starp konstitutīvo un fakultatīvo heterohromatīnu.
