Βασική διαφορά – Συστατική έναντι Προαιρετικής Ετεροχρωματίνης
Τα χρωμοσώματα είναι συμπυκνωμένες δομές που αποτελούνται από νουκλεϊκά οξέα δεοξυριβόζης (DNA). Είναι μια καλά οργανωμένη δομή και η βασική μονάδα της συσκευασίας του DNA είναι το νουκλεόσωμα. Η συσκευασία του DNA στο χρωμόσωμα περιλαμβάνει πολλά στάδια. Όταν τα χρωμοσώματα παρατηρούνται στο μικροσκόπιο μετά τη χρώση, μπορούν να παρατηρηθούν διαφορετικές περιοχές, όπως περιοχές με σκούρα χρώση και ελαφρά χρωματισμένες περιοχές. Οι σκουρόχρωμες περιοχές είναι γνωστές ως Ετεροχρωματίνη και είναι οι περιοχές που έχουν πυκνά συσκευασμένο DNA. Οι ελαφρά χρωματισμένες περιοχές είναι γνωστές ως Ευχρωματίνη και είναι οι περιοχές που έχουν χαλαρά συσκευασμένο DNA. Η ετεροχρωματίνη μπορεί περαιτέρω να ταξινομηθεί ως συστατική ετεροχρωματίνη και προαιρετική ετεροχρωματίνη. Η συστατική ετεροχρωματίνη αναφέρεται στις περιοχές του DNA στο χρωμόσωμα που βρίσκονται σε όλο τον κυτταρικό κύκλο. Βρίσκονται κυρίως κοντά στις περικεντρομερείς περιοχές και στις τελομερείς περιοχές του χρωμοσώματος. Η προαιρετική ετεροχρωματίνη είναι περιοχές του DNA στις οποίες τα γονίδια αποσιωπούνται με τροποποιήσεις. Επομένως, ενεργοποιούνται μόνο υπό ορισμένες συνθήκες και δεν βρίσκονται σε όλο το κύτταρο. Η βασική διαφορά μεταξύ της συστατικής και της προαιρετικής ετεροχρωματίνης είναι η λειτουργικότητα των δύο τύπων. Η συστατική ετεροχρωματίνη υπάρχει σε όλο τον κυτταρικό κύκλο και δεν κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες, ενώ η προαιρετική ετεροχρωματίνη αναφέρεται σε σιγασμένες περιοχές DNA του χρωμοσώματος που ενεργοποιούνται υπό συγκεκριμένες συνθήκες.
Τι είναι η συστατική ετεροχρωματίνη;
Η Η συστατική ετεροχρωματίνη αναφέρεται στις σκουρόχρωμες συμπυκνωμένες περιοχές του DNA που βρίσκονται σε όλο το χρωμόσωμα των ευκαρυωτών. Βρίσκονται στις περικεντρομερείς και τελομερείς περιοχές του χρωμοσώματος. Οι ιδιοσυστατικές περιοχές ετεροχρωματίνης απεικονίζονται χρησιμοποιώντας την τεχνική C ζωνών. Στο μικροσκόπιο, η συστατική ετεροχρωματίνη φαίνεται να είναι πολύ σκούρα χρωματισμένη.
Η σύνθεση της συστατικής ετεροχρωματίνης βασίζεται κυρίως στον υψηλό αριθμό αντιγράφων των διαδοχικών επαναλήψεων. Αυτές οι διαδοχικές επαναλήψεις μπορεί να είναι δορυφορικό DNA, μίνι δορυφορικό DNA ή μικροδορυφορικό DNA. Αυτές οι περιοχές είναι πολύ επαναλαμβανόμενες και πολυμορφικές. Ως εκ τούτου, επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ως δείκτες στη λήψη δακτυλικών αποτυπωμάτων DNA και στον έλεγχο πατρότητας.
Η κύρια λειτουργία της συστατικής ετεροχρωματίνης παρατηρείται κατά τη διαδικασία κυτταρικής διαίρεσης, όπου προβλέπεται ότι η συστατική ετεροχρωματίνη απαιτείται για τον διαχωρισμό των αδελφών χρωματίδων. Είναι επίσης χρήσιμο στη σωστή λειτουργία και σχηματισμό του κεντρομερούς.
Αν και τόσο το κεντρομερές όσο και το τελομερές DNA αποτελούνται από συστατική ετεροχρωματίνη, τόσο το κεντρομερές όσο και το τελομερές DNA δεν διατηρούνται σε όλο το γονιδίωμα. Οι κεντρομερείς αλληλουχίες δεν διατηρούνται σε πολλά είδη, αλλά οι τελομερείς αλληλουχίες πιστεύεται ότι είναι πιο διατηρημένες μεταξύ των ειδών. Και οι δύο περιοχές δεν περιέχουν γονίδια, αλλά είναι σημαντικές καθώς παίζουν εξέχοντα δομικό ρόλο.
Εικόνα 01: Συστατική ετεροχρωματίνη – ζώνη C
Ο αναδιπλασιασμός της συστατικής ετεροχρωματίνης λαμβάνει χώρα κατά την όψιμη φάση S. Οι τροποποιήσεις ιστόνης γίνονται για να σχηματιστεί η συστατική ετεροχρωματίνη, όπου οι πιο συνηθισμένες τροποποιήσεις περιλαμβάνουν - υποακετυλίωση ιστόνης, μεθυλίωση ιστόνης H3-Lys9 (H3K9) και μεθυλίωση κυτοσίνης. Αυτές οι τροποποιήσεις είναι κληρονομήσιμες επομένως, εμπίπτουν στο ευρύ θέμα της επιγενετικής. Οι γενετικές μεταλλάξεις μπορεί να οδηγήσουν σε ελαττώματα στις ιδιοσυστατικές περιοχές ετεροχρωματίνης που οδηγούν σε διαφορετικές γενετικές επιπλοκές (Σύνδρομο Robert)
Τι είναι η προαιρετική ετεροχρωματίνη;
Οι προαιρετικές περιοχές ετεροχρωματίνης είναι οι περιοχές DNA που δεν βρίσκονται σε όλο το χρωμόσωμα, και επομένως, δεν είναι συνεπείς μεταξύ διαφορετικών ειδών. Αυτό το DNA κωδικοποιεί για γονίδια που εκφράζονται ελάχιστα.
Οι προαιρετικές ετεροχρωματίνες είναι σιγασμένα γονίδια που εκφράζονται υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Αυτές οι προϋποθέσεις περιλαμβάνουν:
- Χρονικό (π.χ. αναπτυξιακές καταστάσεις ή συγκεκριμένα στάδια κυτταρικού κύκλου)
- Χωρική (π.χ., ο πυρηνικός εντοπισμός αλλάζει από το κέντρο προς την περιφέρεια ή αντίστροφα λόγω εξωγενών παραγόντων/σημάτων)
- Γονική/κληρονομική (π.χ. έκφραση μονοαλληλικού γονιδίου)
Τα γονίδια αποσιωπούνται με διαδικασίες διαμόρφωσης χρωματίνης. Το κλασικό παράδειγμα προαιρετικής τροποποίησης ετεροχρωματίνης είναι η αδρανοποίηση του χρωμοσώματος Χ στις γυναίκες, όπου ένα σύνολο του χρωμοσώματος Χ αδρανοποιείται έτσι ώστε η γενετική σύνθεση του χρωμοσώματος Χ σε άνδρες και γυναίκες να είναι ισορροπημένη.
Εικόνα 02: Ετεροχρωματίνη
Η προαιρετική ετεροχρωματίνη έχει μεγάλη πιθανότητα να μετατραπεί σε περιοχές ευχρωματίνης. Έτσι, κατά τη διάρκεια της τεχνικής χρώσης ζωνών C, η προαιρετική ετεροχρωματίνη δεν χρωματίζεται σκούρα σε σύγκριση με τη συστατική ετεροχρωματίνη.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της συστατικής και της προαιρετικής ετεροχρωματίνης;
- Τόσο οι ιδιοσυστατικοί όσο και οι προαιρετικοί τύποι ετεροχρωματίνης αποτελούνται από περιοχές DNA.
- Τόσο οι συστατικοί όσο και οι προαιρετικοί τύποι ετεροχρωματίνης είναι περιοχές του DNA με υψηλή συμπύκνωση.
- Τόσο η συστατική όσο και η προαιρετική ετεροχρωματίνη μπορούν να διακριθούν με χρώση με ζώνη C.
- Τόσο η συστατική όσο και η προαιρετική ετεροχρωματίνη ρυθμίζονται από επιγενετικούς παράγοντες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της συστατικής και της προαιρετικής ετεροχρωματίνης;
Συστατική vs Προαιρετική ετεροχρωματίνη |
|
| Η συστατική ετεροχρωματίνη αναφέρεται στις περιοχές του DNA στο χρωμόσωμα που βρίσκονται σε όλο τον κυτταρικό κύκλο. | Η προαιρετική ετεροχρωματίνη είναι περιοχές του DNA στις οποίες τα γονίδια αποσιωπούνται με τροποποιήσεις. Επομένως, ενεργοποιούνται μόνο υπό ορισμένες συνθήκες και δεν βρίσκονται σε όλο το κελί. |
| Τύποι ακολουθιών | |
| Οι δορυφορικές, μικροδορυφορικές και μικροδορυφορικές αλληλουχίες είναι τύποι συστατικής ετεροχρωματίνης. | Τα μακρά διάσπαρτα πυρηνικά στοιχεία είναι ένας τύπος προαιρετικής ετεροχρωματίνης. |
| Ικανότητα έκφρασης | |
| Η συστατική ετεροχρωματίνη δεν είναι σε θέση να εκφράσει τα γονίδια. | Η προαιρετική ετεροχρωματίνη μπορεί να εκφραστεί. |
| Χρώση με λωρίδες | |
| Συστατικές λωρίδες ετεροχρωματίνης χρωματίζονται σε σκούρο χρώμα. | Οι προαιρετικές λωρίδες ετεροχρωματίνης δεν λερώνονται / λερώνονται με ανοιχτό χρώμα. |
| Πολυμορφισμοί | |
| Παρουσιάζεται μεταξύ της συστατικής ετεροχρωματίνης. | Απουσία στην προαιρετική ετεροχρωματίνη. |
Σύνοψη – Συστατική vs Προαιρετική ετεροχρωματίνη
Η ετεροχρωματίνη και η ευχρωματίνη είναι τα δύο κύρια μοτίβα ζωνών που παρατηρούνται στη χρώση της ζώνης C. Η ετεροχρωματίνη εμφανίζεται σκούρα χρωματισμένη καθώς είναι πολύ συμπυκνωμένη. Η συστατική και η προαιρετική περιοχή ετεροχρωματίνης είναι οι κύριες διαιρέσεις της ετεροχρωματίνης. Οι σταθερές περιοχές που βρίσκονται σε όλο τον κυτταρικό κύκλο, οι οποίες είναι δομικά σημαντικές, αναφέρονται ως συστατική ετεροχρωματίνη. Οι σιγασμένες περιοχές DNA που τελικά μετατρέπονται σε περιοχές ευχρωματίνης αναφέρονται ως προαιρετική ετεροχρωματίνη. Εκφράζονται μόνο υπό ορισμένες προϋποθέσεις. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της συστατικής και της προαιρετικής ετεροχρωματίνης.
