Differenza chiave – eterocromatina costitutiva vs facoltativa
I cromosomi sono strutture condensate composte da acidi nucleici desossiribosio (DNA). È una struttura ben organizzata e l'unità di base del confezionamento del DNA è il nucleosoma. Il confezionamento del DNA nel cromosoma comporta molti passaggi. Quando i cromosomi vengono osservati al microscopio dopo la colorazione, è possibile osservare diverse regioni come regioni macchiate di scuro e regioni leggermente colorate. Le regioni macchiate di scuro sono conosciute come eterocromatina e sono le regioni che hanno un DNA denso. Le regioni leggermente colorate sono conosciute come eucromatina e sono le regioni che hanno un DNA poco compatto. L'eterocromatina può essere ulteriormente classificata come eterocromatina costitutiva ed eterocromatina facoltativa. L'eterocromatina costitutiva si riferisce alle regioni del DNA nel cromosoma che si trovano durante il ciclo cellulare. Si trovano principalmente vicino alle regioni peri-centromeriche e alle regioni telomeriche del cromosoma. L'eterocromatina facoltativa è una regione del DNA in cui i geni vengono silenziati dalle modificazioni. Pertanto, vengono attivati solo in determinate condizioni e non si trovano in tutta la cellula. La differenza chiave tra eterocromatina costitutiva e facoltativa è la funzionalità dei due tipi. L'eterocromatina costitutiva è presente durante tutto il ciclo cellulare e non codifica per le proteine, mentre l'eterocromatina facoltativa si riferisce a regioni di DNA silenziate del cromosoma che vengono attivate in condizioni specifiche.
Cos'è l'eterocromatina costitutiva?
L'eterocromatina costitutiva si riferisce alle regioni condensate di DNA macchiate di scuro che si trovano in tutto il cromosoma degli eucarioti. Si trovano nelle regioni pericentromeriche e telomeriche del cromosoma. Le regioni costitutive dell'eterocromatina vengono visualizzate utilizzando la tecnica della banda C. Al 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 satellite, DNA minisatellite o DNA microsatellite. Queste regioni sono altamente ripetitive e polimorfiche. Pertanto, al momento, vengono utilizzati come marcatori nel fingerprinting del DNA e nel test di paternità.
La funzione principale dell'eterocromatina costitutiva si osserva durante il processo di divisione cellulare, dove si prevede che l'eterocromatina costitutiva sia necessaria per la segregazione 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 di primo piano.
Figura 01: eterocromatina costitutiva – banda C
La replicazione dell'eterocromatina costitutiva avviene durante la fase S tardiva. Le modifiche dell'istone vengono eseguite per formare l'eterocromatina costitutiva, dove le modifiche più comuni includono: ipoacetilazione dell'istone, metilazione dell'istone H3-Lys9 (H3K9) e metilazione della citosina. Queste modifiche sono ereditabili quindi, rientrano nell'ampio tema dell'epigenetica. Le mutazioni genetiche possono portare a difetti nelle regioni costitutive dell'eterocromatina portando a diverse complicazioni genetiche (sindrome di Robert)
Cos'è l'eterocromatina facoltativa?
Le regioni facoltative dell'eterocromatina sono le regioni del DNA che non si trovano in tutto il cromosoma e, quindi, non sono coerenti tra specie diverse. Questo codice DNA per i geni che sono espressi male.
Le eterocromatine facoltative sono geni silenziati 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)
- Genitore/ereditabile (es. espressione genica monoallelica)
I geni vengono silenziati dai processi di modulazione della cromatina. L'esempio classico di modifica facoltativa dell'eterocromatina è l'inattivazione del cromosoma X nelle femmine, in cui un set del cromosoma X è inattivato in modo che la composizione genetica del cromosoma X nei maschi e nelle femmine sia bilanciata.
Figura 02: eterocromatina
L'eterocromatina facoltativa ha un'elevata possibilità di essere convertita in regioni di eucromatina; quindi, durante la tecnica di colorazione della banda C, l'eterocromatina facoltativa non viene colorata di scuro rispetto all'eterocromatina costitutiva.
Quali sono le somiglianze tra eterocromatina costitutiva e facoltativa?
- Entrambi i tipi di eterocromatina costitutiva e facoltativa sono composti da regioni di DNA.
- Entrambi i tipi di eterocromatina costitutiva e facoltativa sono regioni di DNA altamente condensate.
- Entrambi i tipi di eterocromatina costitutiva e facoltativa possono essere distinti dalla colorazione della banda C.
- Entrambi i tipi di eterocromatina costitutiva e facoltativa sono regolati da fattori epigenetici.
Qual è la differenza tra eterocromatina costitutiva e facoltativa?
Eterocromatina costitutiva vs facoltativa |
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| L'eterocromatina costitutiva si riferisce alle regioni del DNA nel cromosoma che si trovano durante il ciclo cellulare. | L'eterocromatina facoltativa è una regione del DNA in cui i geni vengono silenziati dalle modificazioni. Pertanto, vengono attivati solo in determinate condizioni e non si trovano in tutta la cella. |
| Tipi di sequenze | |
| Sequenze satellitari, minisatelliti e microsatelliti sono tipi di eterocromatina costitutiva. | Gli elementi nucleari lunghi 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 fascia C | |
| Le bande costitutive dell'eterocromatina si colorano di colore scuro. | Le bande facoltative dell'eterocromatina non si colorano/colorano con un colore chiaro. |
| Polimorfismi | |
| Presente tra l'eterocromatina costitutiva. | Assenti nell'eterocromatina facoltativa. |
Riepilogo – Eterocromatina costitutiva vs facoltativa
L'eterocromatina e l'eucromatina sono i due principali pattern di banding osservati sotto la colorazione della banda C. L'eterocromatina appare macchiata di scuro poiché sono altamente condensati. Le regioni costitutive e facoltative dell'eterocromatina sono le principali divisioni dell'eterocromatina. Le regioni coerenti che si trovano durante il ciclo cellulare, che sono strutturalmente importanti, sono indicate come eterocromatina costitutiva. Le regioni del DNA silenziate che alla fine vengono convertite in regioni dell'eucromatina sono indicate come eterocromatina facoltativa. Sono espressi solo a determinate condizioni. Questa è la differenza tra eterocromatina costitutiva e facoltativa.
