Differenza tra eterocromatina costitutiva e facoltativa

Differenza chiave: costitutiva e facoltativa heterochromatin
 

I cromosomi sono strutture condensate composte da acidi nucleici deossiribosio (DNA). È una struttura ben organizzata e l'unità di base della confezione del DNA è il nucleosoma. La confezione del DNA nel cromosoma comporta molti passaggi. Quando i cromosomi vengono osservati al microscopio dopo la colorazione, si possono osservare diverse regioni, come le regioni macchiate di scuro e le regioni leggermente colorate. Le regioni di colore scuro sono conosciute come eterocromatina e sono le regioni che hanno il DNA densamente impaccato. Le regioni leggermente colorate sono conosciute come Euchromatin, e sono le regioni che hanno il DNA vagamente imballato. L'eterocromatina può essere ulteriormente classificata come eterocromatina costitutiva e eterocromatina facoltativa. L'eterocromatina costitutiva si riferisce alle regioni del DNA nel cromosoma trovato nel ciclo cellulare. Si trovano principalmente vicino alle regioni peri-centromerica e alle regioni telomeriche del cromosoma. L'eterocromatina facoltativa è una regione del DNA in cui i geni sono silenziati dalle modificazioni. Pertanto, vengono attivati ​​solo in determinate condizioni e non si trovano in tutta la cella. Il differenza fondamentale tra l'eterocromatina costitutiva e facoltativa è la funzionalità dei due tipi. L'eterocromatina costitutiva è presente in tutto il ciclo cellulare e non codifica per le proteine, mentre l'eterocromatina facoltativa si riferisce alle regioni di DNA silenziato del cromosoma che vengono attivate in condizioni specifiche.

CONTENUTO

1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è l'eterocromatina costitutiva
3. Cos'è l'eterocromatina facoltativa
4. Somiglianze tra eterocromatina costitutiva e facoltativa
5. Confronto affiancato - eterocromatina facoltativa vs facoltativa in forma tabulare
6. Sommario

Cos'è l'eterocromatina costitutiva?

L'eterocromatina costitutiva si riferisce alle regioni del DNA condensate a macchie scure che si trovano in tutto il cromosoma degli eucarioti. Si trovano nelle regioni peri-centromerica e telomerica del cromosoma. Le regioni costitutive di eterocromatina sono visualizzate usando la tecnica della banda C. Sotto il microscopio, l'eterocromatina costitutiva sembra essere molto macchiata di scuro.

La composizione dell'eterocromatina costitutiva si basa principalmente sull'elevato numero di copie delle ripetizioni in tandem. Queste ripetizioni in tandem possono essere DNA satellitare, DNA minisatellite o DNA microsatellite. Queste regioni sono altamente ripetitive e polimorfiche. Pertanto, al momento, vengono utilizzati come marcatori nei test di DNA fingerprinting e paternity.

La principale funzione dell'eterocromatina costitutiva viene osservata durante il processo di divisione cellulare, dove si prevede che l'eterocromatina costitutiva sia necessaria per la separazione dei cromatidi fratelli. È anche utile per il corretto funzionamento e la formazione del centromero.

Sebbene sia il DNA centromerico che quello telomerico siano composti da eterocromatina costitutiva, sia il DNA centromerico che quello telomerico non sono conservati in tutto il genoma. Le sequenze centromeriche non sono conservate in molte specie, ma si ritiene che le sequenze telomeriche siano più conservate tra le specie. Entrambe le regioni non contengono geni ma sono importanti in quanto svolgono un ruolo strutturale prominente.

Figura 01: eterocromatina costitutiva - banda C

La replicazione dell'eterocromatina costitutiva avviene durante la fase S in ritardo. Le modifiche degli istoni sono fatte per formare l'eterocromatina costitutiva, in cui le modifiche più comuni includono - l'ipoacetazione dell'istone, la metilazione dell'istone H3-Lys9 (H3K9) e la metilazione della citosina. Queste modifiche sono ereditabili quindi rientrano nel vasto tema dell'epigenetica. Le mutazioni genetiche possono portare a difetti nelle regioni costitutive dell'eterocromatina che portano a diverse complicanze genetiche (Sindrome di Robert)

Cos'è l'eterocromatina facoltativa?

Le regioni facoltative di eterocromatina sono le regioni del DNA che non si trovano in tutto il cromosoma e, quindi, non sono coerenti tra le diverse specie. Questo codice del DNA per geni che sono espressi male.

Le eterocromatine facoltative sono geni silenziati che sono espressi in condizioni specifiche. Queste condizioni includono;

• Temporale (ad es. Stati di sviluppo o fasi specifiche del ciclo cellulare)
• Spaziale (ad esempio, la localizzazione nucleare cambia dal centro alla periferia o viceversa a causa di fattori / segnali esogeni)
• Genitoriale / ereditabile (ad es. Espressione genica monoallelica)

I geni sono silenziati dai processi di modulazione della cromatina. Il classico esempio di modifica facoltativa dell'eterocromatina è l'inattivazione del cromosoma X nelle femmine, in cui un gruppo del cromosoma X è inattivato in modo che la composizione genetica del cromosoma X in maschi e femmine sia bilanciata.

Figura 02: eterocromatina

L'eterocromatina facoltativa ha un'alta possibilità di essere convertita in regioni di eucromatina; quindi, durante la tecnica di colorazione della banda C, l'eterocromatina facoltativa non è macchiata di scuro rispetto all'eterocromatina costitutiva.

Quali sono le somiglianze tra eterocromatina costitutiva e facoltativa?

• Entrambi i tipi costitutivi e facoltativi di eterocromatina sono composti da regioni di DNA.
• Entrambi i tipi costitutivi e facoltativi di eterocromatina sono regioni del DNA altamente condensate.
• Entrambi i tipi costitutivi e facoltativi di eterocromatina possono essere distinti dalla colorazione con bande di C.
• Entrambi i tipi costitutivi e facoltativi di eterocromatina sono regolati da fattori epigenetici.

Qual è la differenza tra eterocromatina costitutiva e facoltativa?

Eterocromatina costitutiva e facoltativa
L'eterocromatina costitutiva si riferisce alle regioni del DNA nel cromosoma trovato nel ciclo cellulare.	L'eterocromatina facoltativa è una regione del DNA in cui i geni sono silenziati dalle modificazioni. Pertanto, vengono attivati ​​solo in determinate condizioni e non si trovano in tutta la cella.
Tipi di sequenze
Le sequenze satellite, minisatellite e microsatellite sono tipi di eterocromatina costitutiva.	Lunghi elementi nucleari intervallati sono un tipo di eterocromatina facoltativa.
Capacità di esprimere
L'eterocromatina costitutiva non è in grado di esprimere i geni.	L'eterocromatina facoltativa può essere espressa.
Colorazione con bande C
Le bande costitutive di eterocromatina si colorano di colore scuro.	Le bande facoltative di eterocromatina non macchiano / colorano con un colore chiaro.
I polimorfismi
Presente tra l'eterocromatina costitutiva.	Assente nell'eterocromatina facoltativa.

Sommario - Costituente vs Facoltativo heterochromatin

L'eterocromatina e l'euchromatina sono i due principali gruppi di bande osservati sotto la colorazione della banda C. L'eterocromatina appare macchiata di scuro in quanto altamente condensata. Le regioni costitutive e facoltative dell'eterocromatina sono le principali divisioni dell'eterocromatina. Le regioni coerenti trovate in tutto il ciclo cellulare, che sono strutturalmente importanti, sono indicate come eterocromatina costitutiva. Le regioni di DNA silenziate che vengono infine convertite in regioni di eucromatina vengono chiamate eterocromatina facoltativa. Sono espressi solo in determinate condizioni. Questa è la differenza tra eterocromatina costitutiva e facoltativa.

Riferimento:

1. Patrick Trojer e Danny Reinberg. "Eterocromatina facoltativa: esiste un'identità molecolare distintiva?" Molecular Cell, Cell Press, 11 ottobre 2007. Disponibile qui
2.Saksouk, Nehmé, et al. "Formazione costitutiva di eterocromatina e trascrizione nei mammiferi". Epigenetica e cromatina, BioMed Central, 2015. Disponibile qui

Cortesia dell'immagine:

1.'C-banding'By Rcann3 - Opera propria, (CC BY-SA 4.0) attraverso Commons Wikimedia 
2.'Sha-Boyer-Fig1-CCBy3.0' (CC BY 3.0) attraverso Commons Wikimedia