Diferența dintre heterocromatina constitutivă și facultativă

Diferența cheie - constitutivă vs. facultativă heterocromatina
 

Cromozomii sunt structuri condensate compuse din acizi nucleici deoxiribozici (ADN). Este o structură bine organizată, iar unitatea de bază a ambalajului ADN este nucleozomul. Ambalarea ADN-ului în cromozom implică mai mulți pași. Când cromozomii sunt observați sub microscop după colorare, se pot observa diferite regiuni, cum ar fi regiunile întunecate și regiunile ușor colorate. Zonele colorate întunecate sunt cunoscute sub numele de Heterochromatină și sunt regiunile care au ADN dens ambalat. Regiunile slab colorate sunt cunoscute sub numele de Euchromatină și sunt regiunile care au ADN împachetat în mod liber. Heterochromatina poate fi în continuare clasificată ca heterocromatină constitutivă și heterocromatină facultativă. Heterochromatinul constitutiv se referă la regiunile ADN din cromozomul găsit pe parcursul ciclului celular. Ele se găsesc în principal în apropierea regiunilor peri-centromerice și a regiunilor telomerice ale cromozomului. Heterochromatina facultativă este regiuni ale ADN-ului în care genele sunt tăiate prin modificări. Prin urmare, ele sunt activate numai în anumite condiții și nu se găsesc în celulă. diferența cheie între heterocromatina constitutivă și facultativă este funcționalitatea celor două tipuri. Heterochromatina constitutivă este prezentă pe tot parcursul ciclului celular și nu codifică proteinele, în timp ce heterochromatina facultativă se referă la regiuni ale ADN-ului silențioase ale cromozomului care sunt activate în condiții specifice.

CUPRINS

1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Heterochromatinul constitutiv
3. Ce este Heterochromatina facultativă
4. Asemănări între Heterochromatin constitutiv și facultativ
5. Comparație comparativă comparativă - Heterochromatin constitutiv vs. facultativ în formă tabulară
6. rezumat

Ce este Heterochromatinul constitutiv?

Heterochromatinul constitutiv se referă la regiunile condensate întunecate ale ADN care se găsesc în întregul cromozom al eucariotelor. Ele se regăsesc în regiunile peri-centromerice și telomerice ale cromozomului. Regiunile constitutive de heterochromatină sunt vizualizate folosind tehnica de bandă C. Sub microscop, heterochromatina constitutivă pare a fi mult mai închisă la culoare.

Compoziția heterocromatinei constitutive se bazează în principal pe numărul copiilor mari de repetări tandem. Aceste repetări tandem pot fi ADN-ul prin satelit, ADN minisatelit sau ADN microsatelit. Aceste regiuni sunt foarte repetitive și polimorfe. Prin urmare, în prezent, ele sunt utilizate ca markeri în testarea amprentei ADN și testelor de paternitate.

Funcția principală a heterocromatinei constitutive este observată în timpul procesului de diviziune celulară, unde se prevede că heterochromatina constitutivă este necesară pentru segregarea cromatidelor soratice. Este, de asemenea, util în buna funcționare și formare a centromerelor.

Deși atât ADN-ul centromeric cât și cel telomeric sunt compuse din heterocromatină constitutivă, ADN-ul centromeric și cel telomeric nu sunt conservate pe tot genomul. Secvențele secvențiale nu sunt conservate la multe specii, dar se consideră că secvențele telomerice sunt mai conservate în rândul speciilor. Ambele regiuni nu conțin gene, dar sunt importante, deoarece joacă un rol structural important.

Figura 01: Bandaj constitutiv de heterocromatină - C

Replicarea heterocromatinei constitutive are loc în timpul fazei S tardive. Modificările histonei se efectuează pentru a forma heterochromatina constitutivă, în care cele mai frecvente modificări includ - hipoacetilarea histonei, metilarea histonei H3-Lys9 (H3K9) și metilarea citozinei. Aceste modificări sunt, prin urmare, ereditare, intră sub tema largă a epigeneticii. Mutațiile genetice pot duce la defecte în regiunile constitutive de heterochromatină care duc la complicații genetice diferite (sindromul Robert)

Ce este Heterochromatina facultativă?

Regiunile facultative de heterocromatină sunt regiunile ADN care nu se găsesc pe tot parcursul cromozomului și, prin urmare, ele nu sunt coerente între diferite specii. Acest cod ADN pentru genele care sunt exprimate prost.

Heterochromatinele facultative sunt gene silențioase care sunt exprimate în condiții specifice. Aceste condiții includ;

• Temporale (de exemplu, stări de dezvoltare sau etape de ciclu celular specifice)
• Spațial (de exemplu, modificările localizării nucleare de la centru la periferie sau invers datorită factorilor / semnalelor exogene)
• Spectrul parental / ereditar (de exemplu, exprimarea genei monoalelice)

Genele sunt reduse la tăcere prin procesele de modulare a cromatinei. Exemplul clasic al modificării heterocromatice facultative este inactivarea cromozomului X la femele, unde un set de cromozom X este inactivat astfel încât compoziția genetică a cromozomului X la masculi și femele să fie echilibrată.

Figura 02: Heterochromatin

Heterochromatina facultativă are o posibilitate mare de a fi transformată în regiuni euchromatin; astfel, în timpul tehnicii de colorare cu bandă C, heterocromatina facultativă nu este pătată întunecată în comparație cu heterocromatina constitutivă.

Care sunt asemănările dintre Heterochromatinul constitutiv și facultativ?

• Atât tipurile de heterocromatină constitutive cât și facultative sunt compuse din regiuni ADN.
• Atât tipurile de heterocromatină constitutive cât și facultative sunt regiuni extrem de condensate ale ADN-ului.
• Atât tipurile de heterocromatină constitutive cât și facultative pot fi distinse prin colorarea cu bandă C.
• Atât tipurile de heterocromatină constitutive cât și facultative sunt reglate de factori epigenetici.

Care este diferența dintre Heterochromatinul constitutiv și facultativ?

Constitutiv vs. Heterochromatin facultativ
Heterochromatinul constitutiv se referă la regiunile ADN din cromozomul găsit pe parcursul ciclului celular.	Heterochromatina facultativă este regiuni ale ADN-ului în care genele sunt tăiate prin modificări. Prin urmare, ele sunt activate numai în anumite condiții și nu se găsesc în celulă.
Tipuri de secvențe
Satelit, secvențe minisatelit și microsatelit sunt tipuri de heterochromatină constitutivă.	Elementele nucleare intercalate lung sunt un tip de heterocromatină facultativă.
Abilitatea de a exprima
Heterochromatinul constitutiv nu este în măsură să-și exprime genele.	Heterochromatina facultativă poate fi exprimată.
Colorarea cu bandă C
Benzile constitutive de heterocromatină pătrund în culoarea închisă.	Fâșiile facultative de heterocromatină nu pătrund / pată cu o culoare deschisă.
polimorfisme
Prezent în heterocromatina constitutivă.	Absent în heterocromatină facultativă.

rezumat - Constitutiv vs. facultativ heterocromatina

Heterochromatina și eucromatina sunt cele două modele principale de bandajare observate în colorația benzii C. Heterochromatina pare întunecată, deoarece este foarte condensată. Zonele heterocromatice constitutive și facultative sunt principalele diviziuni ale heterocromatinei. Regiunile coerente găsite pe tot parcursul ciclului celular, care sunt importante din punct de vedere structural, sunt denumite heterochromatină constitutivă. Regiunile de ADN tacere, care în cele din urmă sunt transformate în regiuni eucromatin, sunt denumite heterochromatină facultativă. Acestea sunt exprimate numai în anumite condiții. Aceasta este diferența dintre heterocromatinul constitutiv și facultativ.

Referinţă:

1.Patrick Trojer și Danny Reinberg. "Heterochromatina facultativă: există o semnătură moleculară distinctivă?" Molecular Cell, Cell Press, 11 octombrie 2007. Disponibil aici
2.Saksouk, Nehmé și colab. "Formarea heterocromatinei constitutive și transcripția la mamifere" Epigenetics & Chromatin, BioMed Central, 2015. Disponibil aici

Datorită fotografiei:

1. C-banding'By Rcann3 - Lucrare proprie, (CC BY-SA 4.0) prin intermediul Commons Wikimedia 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0' (CC BY 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia