تفاوت کلیدی - هتروکروماتین سازنده در مقابل اختیاری
کروموزوم ها ساختارهای متراکمی هستند که از اسیدهای نوکلئیک دئوکسی ریبوز (DNA) تشکیل شده اند. این ساختار به خوبی سازماندهی شده است و واحد اصلی بسته بندی DNA نوکلئوزوم است. بسته بندی DNA در کروموزوم شامل مراحل زیادی است. هنگامی که کروموزوم‌ها پس از رنگ‌آمیزی زیر میکروسکوپ مشاهده می‌شوند، می‌توان نواحی مختلفی مانند نواحی تیره رنگ‌آمیزی و نواحی کم رنگ‌آمیزی را مشاهده کرد. نواحی تیره رنگ شده به نام هتروکروماتین شناخته می شوند و آن ها مناطقی هستند که دارای DNA متراکم هستند. نواحی رنگ‌آمیزی ملایم به نام Euchromatin شناخته می‌شوند و آنها مناطقی هستند که دارای DNA بسته‌شده‌ای هستند.هتروکروماتین را می توان بیشتر به عنوان هتروکروماتین سازنده و هتروکروماتین اختیاری طبقه بندی کرد. هتروکروماتین سازنده به مناطقی از DNA در کروموزوم که در طول چرخه سلولی یافت می شود اشاره دارد. آنها عمدتاً در نزدیکی نواحی اطراف سانترومر و مناطق تلومری کروموزوم یافت می شوند. هتروکروماتین اختیاری مناطقی از DNA است که در آن ژن ها با تغییرات خاموش می شوند. بنابراین، آنها فقط تحت شرایط خاصی فعال می شوند و در سراسر سلول یافت نمی شوند. تفاوت اصلی بین هتروکروماتین سازنده و اختیاری در عملکرد این دو نوع است. هتروکروماتین سازنده در سراسر چرخه سلولی وجود دارد و پروتئین ها را کد نمی کند، در حالی که هتروکروماتین اختیاری به مناطق خاموش شده DNA کروموزوم اشاره دارد که تحت شرایط خاص فعال می شوند.
هتروکروماتین سازنده چیست؟
هتروکروماتین سازنده به نواحی متراکم تیره رنگ‌آمیزی DNA اطلاق می‌شود که در سرتاسر کروموزوم یوکاریوت‌ها یافت می‌شوند.آنها در نواحی اطراف سانترومر و تلومر کروموزوم یافت می شوند. نواحی سازنده هتروکروماتین با استفاده از تکنیک باند C تجسم می شوند. در زیر میکروسکوپ، هتروکروماتین سازنده به نظر می رسد بسیار تیره رنگ آمیزی شده است.
ترکیب هتروکروماتین سازنده عمدتاً بر اساس تعداد کپی بالای تکرارهای پشت سر هم است. این تکرارهای پشت سر هم می توانند DNA ماهواره ای، DNA کوچک ماهواره ای یا DNA ریزماهواره ای باشند. این نواحی بسیار تکراری و چندشکلی هستند. بنابراین، در حال حاضر، آنها به عنوان نشانگر در انگشت نگاری DNA و آزمایش پدری استفاده می شوند.
عملکرد اصلی هتروکروماتین سازنده در طول فرآیند تقسیم سلولی مشاهده می شود، جایی که پیش بینی می شود که هتروکروماتین سازنده برای جداسازی کروماتیدهای خواهر مورد نیاز است. همچنین در عملکرد مناسب و تشکیل سانترومر مفید است.
اگرچه DNA سانترومر و تلومر هر دو از هتروکروماتین سازنده تشکیل شده اند، DNA سانترومر و تلومر هر دو در سراسر ژنوم حفظ نمی شوند.توالی‌های سانترومری در بسیاری از گونه‌ها حفظ نمی‌شوند، اما تصور می‌شود که توالی‌های تلومری در بین گونه‌ها بیشتر حفظ شده‌اند. هر دو منطقه حاوی ژن نیستند، اما مهم هستند زیرا نقش ساختاری برجسته ای دارند.
شکل 01: هتروکروماتین سازنده - باند C
تکثیر هتروکروماتین سازنده در اواخر فاز S صورت می گیرد. اصلاحات هیستون برای تشکیل هتروکروماتین سازنده انجام می شود، که در آن رایج ترین تغییرات عبارتند از - هیپواستیلاسیون هیستون، متیلاسیون هیستون H3-Lys9 (H3K9) و متیلاسیون سیتوزین. بنابراین، این اصلاحات ارثی هستند، در زیر موضوع گسترده اپی ژنتیک قرار می گیرند. جهش های ژنتیکی ممکن است منجر به نقص در مناطق سازنده هتروکروماتین شود که منجر به عوارض ژنتیکی مختلف می شود (سندرم رابرت)
هتروکروماتین اختیاری چیست؟
مناطق هتروکروماتین اختیاری نواحی DNA هستند که در سرتاسر کروموزوم یافت نمی شوند و بنابراین بین گونه های مختلف سازگار نیستند. این DNA برای ژن‌هایی که بیان ضعیفی دارند کد می‌کند.
هتروکروماتین های اختیاری ژن های خاموش شده ای هستند که تحت شرایط خاصی بیان می شوند. این شرایط عبارتند از:
- زمانی (به عنوان مثال، حالات رشد یا مراحل خاص چرخه سلولی)
- فضایی (به عنوان مثال، تغییر مکان هسته ای از مرکز به پیرامون یا برعکس به دلیل عوامل/سیگنال های برون زا)
- والدین/ارثی (به عنوان مثال، بیان ژن تک آللی)
ژن ها توسط فرآیندهای مدولاسیون کروماتین خاموش می شوند. مثال کلاسیک اصلاح اختیاری هتروکروماتین، غیرفعال سازی کروموزوم X در زنان است، که در آن یک مجموعه از کروموزوم X غیرفعال می شود تا ترکیب ژنتیکی کروموزوم X در مردان و زنان متعادل شود.
شکل 02: هتروکروماتین
هتروکروماتین اختیاری امکان بالایی برای تبدیل به مناطق یوکروماتین دارد. بنابراین، در طی روش رنگ‌آمیزی باند C، هتروکروماتین اختیاری در مقایسه با هتروکروماتین سازنده تیره رنگ نمی‌شود.
شباهت‌های بین هتروکروماتین سازنده و اختیاری چیست؟
- هر دو نوع هتروکروماتین سازنده و اختیاری از مناطق DNA تشکیل شده اند.
- هر دو نوع هتروکروماتین سازنده و اختیاری مناطق بسیار متراکم DNA هستند.
- هر دو نوع هتروکروماتین سازنده و اختیاری را می توان با رنگ آمیزی باند C تشخیص داد.
- هر دو نوع هتروکروماتین سازنده و اختیاری توسط عوامل اپی ژنتیک تنظیم می شوند.
تفاوت بین هتروکروماتین سازنده و اختیاری چیست؟
هتروکروماتین سازنده در مقابل اختیاری |
|
| هتروکروماتین سازنده به مناطقی از DNA در کروموزوم که در سراسر چرخه سلولی یافت می شود اشاره دارد. | هتروکروماتین اختیاری مناطقی از DNA است که در آن ژن ها با تغییرات خاموش می شوند. بنابراین، آنها فقط تحت شرایط خاصی فعال می شوند و در سراسر سلول یافت نمی شوند. |
| انواع توالی | |
| توالی‌های ماهواره‌ای، مینی‌ماهواره‌ای و ریزماهواره‌ای انواعی از هتروکروماتین‌های سازنده هستند. | عناصر هسته ای پراکنده طولانی نوعی هتروکروماتین اختیاری هستند. |
| توانایی بیان | |
| هتروکروماتین سازنده قادر به بیان ژن ها نیست. | هتروکروماتین اختیاری را می توان بیان کرد. |
| رنگ آمیزی نواری C | |
| نوارهای هتروکروماتین سازنده به رنگ تیره رنگ می شوند. | باندهای هتروکروماتین اختیاری با رنگ روشن رنگ نمی‌شوند/لکه نمی‌شوند. |
| چند ریختی | |
| در میان هتروکروماتین سازنده وجود دارد. | در هتروکروماتین اختیاری وجود ندارد. |
خلاصه - هتروکروماتین سازنده در مقابل اختیاری
هتروکروماتین و یوکروماتین دو الگوی نواری اصلی هستند که تحت رنگ‌آمیزی باند C مشاهده می‌شوند.هتروکروماتین به دلیل متراکم شدن زیاد رنگ آمیزی تیره به نظر می رسد. مناطق هتروکروماتین سازنده و اختیاری تقسیمات اصلی هتروکروماتین هستند. نواحی ثابتی که در طول چرخه سلولی یافت می شوند و از نظر ساختاری مهم هستند، به عنوان هتروکروماتین سازنده نامیده می شوند. نواحی خاموش شده DNA که در نهایت به مناطق یوکروماتین تبدیل می شوند، هتروکروماتین اختیاری نامیده می شوند. آنها فقط تحت شرایط خاصی بیان می شوند. این تفاوت بین هتروکروماتین سازنده و اختیاری است.
