Негізгі айырмашылық – конститутивтік және факультативті гетерохроматин
Хромосомалар - дезоксирибоза нуклеин қышқылдарынан (ДНҚ) тұратын конденсацияланған құрылымдар. Бұл жақсы ұйымдастырылған құрылым және ДНҚ қаптамасының негізгі бірлігі нуклеосома болып табылады. ДНҚ-ны хромосомаға орау көптеген кезеңдерден тұрады. Бояғаннан кейін хромосомаларды микроскоппен бақылағанда, күңгірт боялған аймақтар және жеңіл боялған аймақтар сияқты әртүрлі аймақтарды байқауға болады. Күңгірт боялған аймақтар гетерохроматин ретінде белгілі және олар тығыз орналасқан ДНҚ бар аймақтар. Жеңіл боялған аймақтар эвроматин деп аталады және олар ДНҚ-сы бос оралған аймақтар. Гетерохроматинді одан әрі конститутивтік гетерохроматин және факультативті гетерохроматин ретінде жіктеуге болады. Конститутивтік гетерохроматин жасуша циклінде табылған хромосомадағы ДНҚ аймақтарын білдіреді. Олар негізінен хромосоманың перицентромерлі аймақтары мен теломерлік аймақтарының жанында кездеседі. Факультативті гетерохроматин ДНҚ-ның гендер модификациялары арқылы дыбыссыздандырылған аймақтары болып табылады. Сондықтан олар белгілі бір жағдайларда ғана белсендіріледі және бүкіл жасушада табылмайды. Конститутивтік және факультативті гетерохроматиннің негізгі айырмашылығы екі түрдің функционалдығы болып табылады. Конститутивтік гетерохроматин бүкіл жасуша циклінде болады және белоктарды кодтамайды, ал факультативті гетерохроматин хромосоманың белгілі бір жағдайларда белсендірілетін дыбыссыз ДНҚ аймақтарын білдіреді.
Конститутивтік гетерохроматин дегеніміз не?
Конститутивтік гетерохроматин эукариоттардың бүкіл хромосомасында кездесетін ДНҚ-ның қою боялған конденсацияланған аймақтарын білдіреді. Олар хромосоманың перицентромерлі және теломерлік аймақтарында кездеседі. Конститутивті гетерохроматин аймақтары C жолағы әдісімен бейнеленген. Микроскоппен қарағанда, конститутивті гетерохроматин айтарлықтай күңгірт боялған сияқты.
Конститутивтік гетерохроматиннің құрамы негізінен тандемді қайталаулардың көп көшірме санына негізделген. Бұл тандемді қайталаулар спутниктік ДНҚ, минисателлиттік ДНҚ немесе микросателлиттік ДНҚ болуы мүмкін. Бұл аймақтар өте қайталанатын және полиморфты. Сондықтан қазіргі уақытта олар ДНҚ саусақ ізі мен әке болуды анықтауда маркерлер ретінде пайдаланылады.
Конститутивтік гетерохроматиннің негізгі қызметі жасушаның бөліну процесі кезінде байқалады, мұнда құрылтайшы гетерохроматин апалы хроматидтердің бөлінуі үшін қажет деп болжанады. Ол центромераның дұрыс жұмыс істеуі мен қалыптасуына да пайдалы.
Центромерлі және теломерлік ДНҚ құраушы гетерохроматиннен тұратынымен, центромерлі және теломерлі ДНҚ геномда сақталмайды. Центромерлі тізбектер көптеген түрлерде сақталмайды, бірақ теломерлік тізбектер түрлерде көбірек сақталады деп есептеледі. Екі аймақта да гендер жоқ, бірақ олар маңызды құрылымдық рөл атқаратындықтан маңызды.
01-сурет: Конститутивтік гетерохроматин – C жолағы
Конститутивтік гетерохроматиннің репликациясы кеш S фазасында жүреді. Гистонның модификациялары конститутивті гетерохроматинді қалыптастыру үшін жасалады, мұнда ең көп таралған модификацияларға гистон гипоацетилденуі, гистонның H3-Lys9 метилденуі (H3K9) және цитозиннің метилденуі жатады. Бұл модификациялар тұқым қуалайды, сондықтан эпигенетиканың кең тақырыбына жатады. Генетикалық мутациялар әртүрлі генетикалық асқынуларға әкелетін конститутивтік гетерохроматин аймақтарындағы ақауларға әкелуі мүмкін (Роберт синдромы)
Факультативті гетерохроматин дегеніміз не?
Факультативті гетерохроматин аймақтары - бұл хромосоманың бойында кездеспейтін ДНҚ аймақтары, сондықтан олар әртүрлі түрлер арасында сәйкес келмейді. Бұл нашар экспрессияланған гендерге арналған ДНҚ коды.
Факультативті гетерохроматиндер белгілі бір жағдайларда экспрессияланатын дыбыссыздандырылған гендер. Бұл шарттарға жатады;
- Уақытша (мысалы, даму күйлері немесе жасушалық циклдің нақты кезеңдері)
- Кеңістіктік (мысалы, ядролық локализация экзогендік факторларға/сигналдарға байланысты орталықтан шетке қарай немесе керісінше өзгереді)
- Ата-ана/тұқым қуалайтын (мысалы, моноаллельді ген экспрессиясы)
Гендер хроматинді модуляция процестерімен үнсізденеді. Факультативті гетерохроматин модификациясының классикалық мысалы - әйелдердегі Х хромосомасының инактивациясы, мұнда X хромосомасының бір жиынтығы ерлер мен әйелдердегі Х хромосомасының генетикалық құрамы теңдестірілетіндей белсендірілмеген.
02-сурет: гетерохроматин
Факультативті гетерохроматиннің эухроматинді аймақтарға айналу мүмкіндігі жоғары; осылайша, C жолағында бояу әдісі кезінде факультативті гетерохроматин конститутивтік гетерохроматинмен салыстырғанда күңгірт боялмайды.
Конститутивтік және факультативті гетерохроматиннің қандай ұқсастықтары бар?
- Конститутивтік және факультативті гетерохроматин түрлері ДНҚ аймақтарынан тұрады.
- Конститутивтік және факультативті гетерохроматин түрлері ДНҚ-ның жоғары конденсацияланған аймақтары болып табылады.
- Конститутивтік және факультативті гетерохроматин түрлерін C жолағымен бояу арқылы ажыратуға болады.
- Конститутивтік және факультативті гетерохроматин түрлері эпигенетикалық факторлармен реттеледі.
Конститутивтік және факультативті гетерохроматиннің айырмашылығы неде?
Конститутивтік және факультативті гетерохроматин |
|
| Конститутивтік гетерохроматин жасуша циклі бойына табылған хромосомадағы ДНҚ аймақтарын білдіреді. | Факультативті гетерохроматин – ДНҚ-ның гендер модификациялар арқылы дыбыссыздандырылған аймақтары. Сондықтан олар белгілі бір жағдайларда ғана белсендіріледі және бүкіл ұяшықта табылмайды. |
| Тізбек түрлері | |
| Спутниктік, минисателлиттік және микросателлиттік тізбектер конститутивтік гетерохроматиннің түрлері болып табылады. | Ұзын аралықта орналасқан ядролық элементтер факультативті гетерохроматиннің бір түрі болып табылады. |
| Білу мүмкіндігі | |
| Конститутивтік гетерохроматин гендерді экспрессиялай алмайды. | Факультативті гетерохроматинді көрсетуге болады. |
| C Жолақты бояу | |
| Конститутивтік гетерохроматин жолақтары қою түске боялады. | Факультативті гетерохроматин жолақтары ашық түспен боялмайды/боямайды. |
| Полиморфизмдер | |
| Конститутивтік гетерохроматиннің арасында болады. | Факультативті гетерохроматинде жоқ. |
Қорытынды – Конститутивтік және факультативті гетерохроматин
Гетерохроматин және эвхроматин - C диапазонында бояу кезінде байқалатын екі негізгі жолақ үлгісі. Гетерохроматин қара боялған болып көрінеді, өйткені олар жоғары конденсацияланған. Конститутивтік және факультативті гетерохроматин аймақтары гетерохроматиннің негізгі бөлімдері болып табылады. Жасуша циклінде табылған, құрылымдық маңызды болып табылатын консистенциялы аймақтар конститутивтік гетерохроматин деп аталады. Ақырында эвроматин аймақтарына айналатын дыбыссыздандырылған ДНҚ аймақтары факультативті гетерохроматин деп аталады. Олар белгілі бір жағдайларда ғана көрінеді. Бұл конститутивтік және факультативті гетерохроматин арасындағы айырмашылық.
