Unterschied Zwischen Konstitutivem Und Fakultativem Heterochromatin

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 08:37

Hauptunterschied - konstitutives vs. fakultatives Heterochromatin

Chromosomen sind kondensierte Strukturen, die aus Desoxyribose-Nukleinsäuren (DNA) bestehen. Es ist eine gut organisierte Struktur, und die Grundeinheit der DNA-Verpackung ist das Nukleosom. Das Verpacken von DNA in das Chromosom umfasst viele Schritte. Wenn Chromosomen nach der Färbung unter einem Mikroskop beobachtet werden, können verschiedene Regionen beobachtet werden, wie dunkel gefärbte Regionen und leicht gefärbte Regionen. Dunkel gefärbte Regionen sind als Heterochromatin bekannt und sie sind Regionen mit dicht gepackter DNA. Leicht gefärbte Regionen sind als Euchromatin bekannt und sie sind die Regionen, die lose gepackte DNA haben. Heterochromatin kann weiter als konstitutives Heterochromatin und fakultatives Heterochromatin klassifiziert werden. Konstitutives Heterochromatin bezieht sich auf die DNA-Regionen im Chromosom, die während des gesamten Zellzyklus gefunden werden. Sie kommen hauptsächlich in der Nähe der perizentromeren Regionen und der Telomerregionen des Chromosoms vor. Fakultatives Heterochromatin sind Regionen der DNA, in denen die Gene durch Modifikationen zum Schweigen gebracht werden. Daher werden sie nur unter bestimmten Bedingungen aktiviert und nicht in der gesamten Zelle gefunden. Der Hauptunterschied zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin ist die Funktionalität der beiden Typen. Konstitutives Heterochromatin ist während des gesamten Zellzyklus vorhanden und kodiert nicht für Proteine, wohingegen fakultatives Heterochromatin sich auf stummgeschaltete DNA-Regionen des Chromosoms bezieht, die unter bestimmten Bedingungen aktiviert werden. Sie werden nur unter bestimmten Bedingungen aktiviert und nicht in der gesamten Zelle gefunden. Der Hauptunterschied zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin ist die Funktionalität der beiden Typen. Konstitutives Heterochromatin ist während des gesamten Zellzyklus vorhanden und kodiert nicht für Proteine, wohingegen fakultatives Heterochromatin sich auf stummgeschaltete DNA-Regionen des Chromosoms bezieht, die unter bestimmten Bedingungen aktiviert werden. Sie werden nur unter bestimmten Bedingungen aktiviert und nicht in der gesamten Zelle gefunden. Der Hauptunterschied zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin ist die Funktionalität der beiden Typen. Konstitutives Heterochromatin ist während des gesamten Zellzyklus vorhanden und kodiert nicht für Proteine, wohingegen fakultatives Heterochromatin sich auf stummgeschaltete DNA-Regionen des Chromosoms bezieht, die unter bestimmten Bedingungen aktiviert werden.

INHALT

1. Überblick und Hauptunterschied

2. Was ist konstitutives Heterochromatin

3. Was ist fakultatives Heterochromatin

4. Ähnlichkeiten zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin

5. Vergleich nebeneinander - konstitutives und fakultatives Heterochromatin in tabellarischer Form

6. Zusammenfassung

Was ist konstitutives Heterochromatin?

Konstitutives Heterochromatin bezieht sich auf die dunkel gefärbten kondensierten DNA-Regionen, die sich im gesamten Chromosom der Eukaryoten befinden. Sie befinden sich in den perizentromeren und telomeren Regionen des Chromosoms. Konstitutive Heterochromatinregionen werden unter Verwendung der C-Banding-Technik sichtbar gemacht. Unter dem Mikroskop scheint das konstitutive Heterochromatin stark dunkel gefärbt zu sein.

Die Zusammensetzung des konstitutiven Heterochromatins basiert hauptsächlich auf der hohen Kopienzahl der Tandem-Wiederholungen. Diese Tandem-Wiederholungen können Satelliten-DNA, Minisatelliten-DNA oder Mikrosatelliten-DNA sein. Diese Regionen sind sehr repetitiv und polymorph. Daher werden sie derzeit als Marker für DNA-Fingerabdrücke und Vaterschaftstests verwendet.

Die Hauptfunktion von konstitutivem Heterochromatin wird während des Zellteilungsprozesses beobachtet, wobei vorhergesagt wird, dass konstitutives Heterochromatin für die Segregation von Schwesterchromatiden erforderlich ist. Es ist auch nützlich für die ordnungsgemäße Funktion und Bildung des Zentromers.

Obwohl sowohl zentromere als auch telomere DNA aus konstitutivem Heterochromatin bestehen, sind sowohl zentromere als auch telomere DNA nicht im gesamten Genom konserviert. Zentromersequenzen sind bei vielen Arten nicht konserviert, aber es wird angenommen, dass Telomersequenzen für alle Arten konservierter sind. Beide Regionen enthalten keine Gene, sind aber wichtig, da sie eine herausragende strukturelle Rolle spielen.

Abbildung 01: Konstitutive Heterochromatin-C-Bande

Die Replikation von konstitutivem Heterochromatin erfolgt während der späten S-Phase. Histonmodifikationen werden durchgeführt, um das konstitutive Heterochromatin zu bilden, wobei die häufigsten Modifikationen - Histonhypoacetylierung, Histon-H3-Lys9-Methylierung (H3K9) und Cytosin-Methylierung umfassen. Diese Modifikationen sind vererbbar und fallen daher unter das breite Thema der Epigenetik. Genetische Mutationen können zu Defekten in den konstitutiven Heterochromatinregionen führen, die zu unterschiedlichen genetischen Komplikationen führen (Robert-Syndrom).

Was ist fakultatives Heterochromatin?

Fakultative Heterochromatin-Regionen sind die DNA-Regionen, die nicht im gesamten Chromosom gefunden werden und daher zwischen verschiedenen Spezies nicht konsistent sind. Dieser DNA-Code für Gene, die schlecht exprimiert werden.

Die fakultativen Heterochromatine sind stummgeschaltete Gene, die unter bestimmten Bedingungen exprimiert werden. Diese Bedingungen umfassen;

• Zeitlich (z. B. Entwicklungszustände oder bestimmte Zellzyklusstadien)
• Räumlich (z. B. ändert sich die Kernlokalisation aufgrund exogener Faktoren / Signale vom Zentrum zur Peripherie oder umgekehrt)
• Eltern / vererbbar (z. B. monoallele Genexpression)

Die Gene werden durch Chromatinmodulationsprozesse zum Schweigen gebracht. Das klassische Beispiel für eine fakultative Heterochromatin-Modifikation ist die Inaktivierung von X-Chromosomen bei Frauen, wobei ein Satz des X-Chromosoms inaktiviert wird, damit die genetische Zusammensetzung des X-Chromosoms bei Männern und Frauen ausgeglichen ist.

Abbildung 02: Heterochromatin

Fakultatives Heterochromatin hat eine hohe Wahrscheinlichkeit, in Euchromatinregionen umgewandelt zu werden; Daher wird fakultatives Heterochromatin während der C-Banding-Färbetechnik im Vergleich zu konstitutivem Heterochromatin nicht dunkel gefärbt.

Was sind die Ähnlichkeiten zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin?

• Sowohl konstitutive als auch fakultative Heterochromatin-Typen bestehen aus DNA-Regionen.
• Sowohl konstitutive als auch fakultative Heterochromatin-Typen sind stark kondensierte DNA-Regionen.
• Sowohl konstitutive als auch fakultative Heterochromatin-Typen können durch C-Bandenfärbung unterschieden werden.
• Sowohl konstitutive als auch fakultative Heterochromatin-Typen werden durch epigenetische Faktoren reguliert.

Was ist der Unterschied zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin?

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Konstitutives vs fakultatives Heterochromatin
Konstitutives Heterochromatin bezieht sich auf die DNA-Regionen im Chromosom, die während des gesamten Zellzyklus gefunden werden.	Fakultatives Heterochromatin sind Regionen der DNA, in denen die Gene durch Modifikationen zum Schweigen gebracht werden. Daher werden sie nur unter bestimmten Bedingungen aktiviert und nicht in der gesamten Zelle gefunden.
Arten von Sequenzen
Satelliten-, Minisatelliten- und Mikrosatellitensequenzen sind Arten von konstitutivem Heterochromatin.	Lang eingestreute Kernelemente sind eine Art fakultatives Heterochromatin.
Ausdrucksfähigkeit
Konstitutives Heterochromatin kann die Gene nicht exprimieren.	Fakultatives Heterochromatin kann exprimiert werden.
C Streifenfärbung
Konstitutive Heterochromatinbanden färben sich in dunkler Farbe.	Fakultative Heterochromatinbanden färben / färben nicht mit einer hellen Farbe.
Polymorphismen
Vorhanden unter dem konstitutiven Heterochromatin.	Fehlt im fakultativen Heterochromatin.

Zusammenfassung - Konstitutives vs. fakultatives Heterochromatin

Heterochromatin und Euchromatin sind die beiden Hauptbandenmuster, die bei der C-Bandenfärbung beobachtet werden. Heterochromatin erscheint dunkel gefärbt, da sie stark kondensiert sind. Konstitutive und fakultative Heterochromatinregionen sind die Hauptabteilungen von Heterochromatin. Die konsistenten Regionen, die während des gesamten Zellzyklus gefunden werden und strukturell wichtig sind, werden als konstitutives Heterochromatin bezeichnet. Die stillgelegten DNA-Regionen, die schließlich in Euchromatin-Regionen umgewandelt werden, werden als fakultatives Heterochromatin bezeichnet. Sie werden nur unter bestimmten Bedingungen ausgedrückt. Dies ist der Unterschied zwischen konstitutivem und fakultativem Heterochromatin.