Διαφορά μεταξύ Ευχρωματίνης και Ετεροχρωματίνης

Κύρια διαφορά – Ευχρωματίνη vs Ετεροχρωματίνη

Η ευχρωματίνη και η ετεροχρωματίνη είναι οι δύο δομικές μορφές του DNA στο γονιδίωμα, οι οποίες βρίσκονται στον πυρήνα. Η ευχρωματίνη είναι η χαλαρά συσκευασμένη μορφή DNA, που βρίσκεται στο εσωτερικό σώμα του πυρήνα. Η ετεροχρωματίνη είναι η σφιχτά συσκευασμένη μορφή DNA, που βρίσκεται στην περιφέρεια του πυρήνα. Περίπου το 90% του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από ευχρωματίνη. Η κύρια διαφορά μεταξύ της ευχρωματίνης και της ετεροχρωματίνης είναι ότι η ευχρωματίνη αποτελείται από μεταγραφικά ενεργές περιοχές του DNA, ενώ η ετεροχρωματίνη αποτελείται από μεταγραφικά ανενεργές περιοχές DNA στο γονιδίωμα .

Αυτό το άρθρο εξετάζει, 

1. Τι είναι η Ευχρωματίνη
      – Χαρακτηριστικά, Δομή, Λειτουργία
2. Τι είναι η Ετεροχρωματίνη
      – Χαρακτηριστικά, Δομή, Λειτουργία
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Euchromatin και Heterochromatin

Τι είναι η Ευχρωματίνη

Η χαλαρά συσκευασμένη μορφή της χρωματίνης αναφέρεται ως ευχρωματίνη. Μετά την κυτταρική διαίρεση, το DNA συσκευάζεται χαλαρά και υπάρχει με τη μορφή χρωματίνης. Η χρωματίνη σχηματίζεται από τη συμπύκνωση του DNA με πρωτεΐνες ιστόνης, που εμφανίζουν σφαιρίδια σε μια δομή που μοιάζει με χορδή. Η ευχρωματίνη αποτελείται από μεταγραφικά ενεργές θέσεις του γονιδιώματος. Μέρη του γονιδιώματος, τα οποία περιέχουν ενεργά γονίδια στο γονιδίωμα, συσκευάζονται χαλαρά προκειμένου να επιτραπεί η μεταγραφή αυτών των γονιδίων. Η συχνότητα της χρωμοσωμικής διασταύρωσης είναι υψηλή σε ευχρωματίνη, επιτρέποντας στο ευχρωματικό DNA να είναι γενετικά ενεργό. Οι περιοχές ευχρωματίνης στο γονιδίωμα μπορούν να παρατηρηθούν στο μικροσκόπιο ως βρόγχοι, που περιέχουν 40 έως 100 kb περιοχές DNA σε αυτό. Η διάμετρος της ίνας χρωματίνης είναι 30 nm σε ευχρωματίνη. Περιοχές που σχετίζονται με τη μήτρα (MARs), οι οποίες περιέχουν DNA πλούσιο σε ΑΤ συνδέονται με βρόχους ευχρωματίνης στην πυρηνική μήτρα. Η ευχρωματίνη εμφανίζεται στον αριθμό 5 του σχήματος 1 .

Εικόνα 1:«Ευχχρωματίνη στον Πυρήνα»
1 – Πυρηνικός φάκελος, 2 – Ριβοσώματα, 3 – Πυρηνικοί πόροι, 4 – Πυρήνας, 5 – Ευχρωματίνη, 6 – Εξωτερική μεμβράνη, 7 – RER, 8 – Ετεροχρωματίνη

Λειτουργία Ευχρωματίνης

Η ευχρωματίνη είναι ενεργή τόσο μεταγραφικά όσο και γενετικά. Τα ενεργά γονίδια στις περιοχές της ευχρωματίνης μεταγράφονται για να συνθέσουν mRNA, που κωδικοποιεί τις λειτουργικές πρωτεΐνες. Η ρύθμιση των γονιδίων επιτρέπεται επίσης από την έκθεση ρυθμιστικών στοιχείων σε ευχρωματικές περιοχές. Ο μετασχηματισμός της ευχρωματίνης σε ετεροχρωματίνη και αντίστροφα μπορεί να θεωρηθεί ως γονιδιακός ρυθμιστικός μηχανισμός. Τα γονίδια νοικοκυριού, τα οποία είναι πάντα ενεργά, υπάρχουν με τη μορφή ευχρωματίνης.

Τι είναι η ετεροχρωματίνη

Η σφιχτά συσκευασμένη μορφή DNA στον πυρήνα αναφέρεται ως ετεροχρωματίνη. Ωστόσο, η ετεροχρωματίνη είναι λιγότερο συμπαγής από το DNA της μεταφάσης. Η χρώση των μη διαιρούμενων κυττάρων στον πυρήνα κάτω από το μικροσκόπιο φωτός εμφανίζει δύο διακριτές περιοχές ανάλογα με την ένταση της χρώσης. Οι ελαφρά χρωματισμένες περιοχές θεωρούνται ως ευχρωματίνη, ενώ οι περιοχές με σκούρο χρώμα θεωρούνται ως ετεροχρωματίνη. Η οργάνωση της ετεροχρωματίνης είναι πιο συμπαγής με τέτοιο τρόπο ώστε το DNA τους να είναι απρόσιτο στις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη γονιδιακή έκφραση. Γενετικά συμβάντα όπως η χρωμοσωμική διασταύρωση αποφεύγονται λόγω της συμπαγούς φύσης της ετεροχρωματίνης. Ως εκ τούτου, η ετεροχρωματίνη θεωρείται μεταγραφικά και γενετικά ανενεργή. Δύο τύποι ετεροχρωματίνης μπορούν να αναγνωριστούν στον πυρήνα:η συστατική ετεροχρωματίνη και η προαιρετική ετεροχρωματίνη.

Συστατική ετεροχρωματίνη

Η συστατική ετεροχρωματίνη δεν περιέχει γονίδια στο γονιδίωμα, επομένως μπορεί να διατηρηθεί στη συμπαγή της δομή και κατά τη διάρκεια της μεσόφασης του κυττάρου. Είναι ένα μόνιμο χαρακτηριστικό του πυρήνα του κυττάρου. Το DNA στις τελομερείς και κεντρομερείς περιοχές ανήκει στη συστατική ετεροχρωματίνη. Ορισμένες περιοχές στα χρωμοσώματα ανήκουν στη συστατική ετεροχρωματίνη. για παράδειγμα, οι περισσότερες από τις περιοχές του χρωμοσώματος Υ είναι συνταγματικά ετεροχρωματικές.

Προαιρετική ετεροχρωματίνη

Η προαιρετική ετεροχρωματίνη περιέχει τα ανενεργά γονίδια στο γονιδίωμα. Ως εκ τούτου, δεν είναι ένα μόνιμο χαρακτηριστικό του πυρήνα του κυττάρου, αλλά μπορεί να παρατηρηθεί στον πυρήνα μερικές φορές. Αυτά τα ανενεργά γονίδια μπορεί να είναι ανενεργά είτε σε ορισμένα κύτταρα είτε κατά τη διάρκεια ορισμένων περιόδων. Όταν αυτά τα γονίδια είναι ανενεργά, σχηματίζουν προαιρετική ετεροχρωματίνη. Δομές χρωματίνης, σφαιρίδια σε μια χορδή, ίνα 30 nm, ενεργά χρωμοσώματα στη μεσόφαση φαίνονται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Δομές χρωματίνης

Λειτουργία ετεροχρωματίνης

Η ετεροχρωματίνη εμπλέκεται κυρίως στη διατήρηση της ακεραιότητας του γονιδιώματος. Η υψηλότερη συσκευασία της ετεροκροματίνης επιτρέπει τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης διατηρώντας τις περιοχές του DNA απρόσιτες στις πρωτεΐνες στη γονιδιακή έκφραση. Ο σχηματισμός ετεροχρωματίνης αποτρέπει την καταστροφή των άκρων του DNA από τις ενδονουκλεάσες λόγω της συμπαγούς φύσης της.

Διαφορά μεταξύ Ευχρωματίνης και Ετεροχρωματίνης

Ορισμός

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη είναι η μη τυλιγμένη μορφή της χρωματίνης.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη είναι μέρος του χρωμοσώματος. Είναι σφιχτά συσκευασμένο.

Ένταση συσκευασίας

Euchromatin: Η ευχρωματίνη αποτελείται από ίνες χρωματίνης, και το DNA είναι τυλιγμένο γύρω από τις δουλειές της πρωτεΐνης ιστόνης. Ως εκ τούτου, είναι χαλαρά συσκευασμένο.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη είναι μια σφιχτή μορφή DNA στο χρωμόσωμα.

Ένταση χρώσης

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη βάφεται ελαφρά. Όμως, χρωματίζεται σκούρο κατά τη διάρκεια της μίτωσης.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη χρωματίζεται σκούρα κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης.

Ποσότητα DNA

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη περιέχει χαμηλή πυκνότητα DNA σε σύγκριση με την ετεροχρωματίνη.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη περιέχει υψηλή πυκνότητα DNA.

Ετεροπύκνωση

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη δεν εμφανίζει ετεροπύκνωση.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη εμφανίζει ετεροπύκνωση.

Παρουσία

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη βρίσκεται τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη βρίσκεται μόνο στους ευκαρυώτες.

Γενετική δραστηριότητα

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη είναι γενετικά ενεργή. Μπορεί να εκτεθεί σε διασταύρωση χρωμοσωμάτων.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη είναι γενετικά ανενεργή.

Επίδραση στον Φαινότυπο

Ευχρωματίνη: Το DNA της ευχρωματίνης επηρεάζεται από γενετικές διεργασίες, διαφοροποιώντας τα αλληλόμορφα σε αυτό.

Ετεροχρωματίνη: Δεδομένου ότι το DNA στην ετεροχρωματίνη είναι γενετικά ανενεργό, ο φαινότυπος ενός οργανισμού παραμένει αμετάβλητος.

Μεταγραφική δραστηριότητα

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη περιέχει μεταγραφικά ενεργές περιοχές.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη παρουσιάζει μικρή ή καθόλου μεταγραφική δραστηριότητα.

Αντιγραφή DNA

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη είναι ένα πρώιμο αντιγραφικό.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη είναι όψιμος αντιγραφικός.

Τύποι

Ευχρωματίνη: Ένας ομοιόμορφος τύπος ευχρωματίνης βρίσκεται στον πυρήνα.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη αποτελείται από δύο τύπους:συστατική ετεροχρωματίνη και προαιρετική ετεροχρωματίνη.

Τοποθεσία στον Πυρήνα

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη υπάρχει στο εσωτερικό σώμα του πυρήνα.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη υπάρχει στην περιφέρεια του πυρήνα.

Κολλότητα

Ευχρωματίνη: Οι περιοχές της ευχρωματίνης δεν είναι κολλώδεις.

Ετεροχρωματίνη: Οι περιοχές ετεροχρωματίνης είναι κολλώδεις.

Συνάρτηση

Ευχρωματίνη: Η ευχρωματίνη επιτρέπει τη μεταγραφή των γονιδίων και την εμφάνιση γενετικών παραλλαγών.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη διατηρεί τη δομική ακεραιότητα του γονιδιώματος και επιτρέπει τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.

Συμπύκνωση/Αποσυμπύκνωση

Euchromatin: Η συμπύκνωση και η αποσυμπύκνωση του DNA ανταλλάσσονται κατά τις περιόδους του κυτταρικού κύκλου.

Ετεροχρωματίνη: Η ετεροχρωματίνη παραμένει συμπυκνωμένη κατά τη διάρκεια κάθε περιόδου του κυτταρικού κύκλου, εκτός από την αντιγραφή του DNA.

Συμπέρασμα

Η ευχρωματίνη και η ετεροχρωματίνη είναι δύο τύποι δομής DNA που βρίσκονται μέσα στον πυρήνα. Η ευχρωματίνη αποτελείται από μια χαλαρά συσκευασμένη δομή ινών χρωματίνης στον πυρήνα. Ως εκ τούτου, το DNA σε ευχρωματικές περιοχές είναι προσβάσιμο στη γονιδιακή έκφραση. Ως εκ τούτου, τα γονίδια στις ευχρωματικές περιοχές μεταγράφονται ενεργά. Αντίθετα, οι περιοχές του DNA στην ετεροχρωματίνη είναι σφιχτά συσκευασμένες και απρόσιτες σε πρωτεΐνες, οι οποίες εμπλέκονται στη γονιδιακή έκφραση. Ως εκ τούτου, ο σχηματισμός ετεροχρωματίνης από περιοχές που περιέχουν γονίδια λειτουργεί ως μηχανισμός για τη ρύθμιση των γονιδίων.

Η φύση της συσκευασίας τόσο στην ευχρωματίνη όσο και στην ετεροχρωματίνη μπορεί να αναγνωριστεί με τα μοτίβα χρώσης κάτω από το μικροσκόπιο φωτός. Η ευχρωματίνη με μικρότερη πυκνότητα DNA χρωματίζεται ελαφρά και η ετεροχρωματίνη με υψηλή πυκνότητα DNA χρωματίζεται σκούρα. Η συμπύκνωση και η αποσυμπύκνωση της ευχρωματίνης εναλλάσσονται κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου. Όμως, η ετεροχρωματίνη παραμένει συμπυκνωμένη κατά τις φάσεις του κυτταρικού κύκλου εκτός από την αντιγραφή του DNA. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ της ευχρωματίνης και της ετεροχρωματίνης έγκειται τόσο στη δομή όσο και στη λειτουργία τους.

Αναφορά:
1.Cooper, Geoffrey M. "Internal Organization of the Nucleus." The Cell:A Molecular Approach. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 22 Μαρ. 2017.
2.Brown, Terence A. «Accessing the Genome». Γονιδιώματα. 2η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 22 Μαρ. 2017.