Anahtar Fark – Kurucu ve Fakültatif Heterokromatin
Kromozomlar, Deoksiriboz nükleik asitlerinden (DNA) oluşan yoğun yapılardır. İyi organize edilmiş bir yapıdır ve DNA paketlemesinin temel birimi nükleozomdur. DNA'nın kromozom içine paketlenmesi birçok adımı içerir. Kromozomlar boyama sonrası mikroskop altında incelendiğinde koyu lekeli bölgeler ve hafif lekeli bölgeler gibi farklı bölgeler gözlemlenebilir. Koyu lekeli bölgeler Heterokromatin olarak bilinir ve bunlar yoğun bir şekilde paketlenmiş DNA'ya sahip bölgelerdir. Hafif lekeli bölgeler Ökromatin olarak bilinir ve bunlar gevşek bir şekilde paketlenmiş DNA'ya sahip bölgelerdir. Heterokromatin ayrıca Kurucu heterokromatin ve fakültatif heterokromatin olarak sınıflandırılabilir. Yapıcı heterokromatin, hücre döngüsü boyunca bulunan kromozomdaki DNA bölgelerini ifade eder. Esas olarak kromozomun peri-centromerik bölgelerinin ve telomerik bölgelerinin yakınında bulunurlar. Fakültatif heterokromatin, genlerin modifikasyonlarla susturulduğu DNA bölgeleridir. Bu nedenle sadece belirli koşullar altında aktive olurlar ve hücrenin tamamında bulunmazlar. Kurucu ve isteğe bağlı heterokromatin arasındaki temel fark, iki türün işlevselliğidir. Yapıcı heterokromatin hücre döngüsü boyunca mevcuttur ve proteinleri kodlamaz, oysa fakültatif heterokromatin kromozomun belirli koşullar altında aktive olan susturulmuş DNA bölgelerini ifade eder.
Yapıcı Heterokromatin nedir?
Yapıcı heterokromatin, ökaryotların kromozomu boyunca bulunan koyu lekeli yoğunlaştırılmış DNA bölgelerini ifade eder. Kromozomun peri-centromerik ve telomerik bölgelerinde bulunurlar. Kurucu heterokromatin bölgeleri, C bantlama tekniği kullanılarak görselleştirilir. Mikroskop altında, yapısal heterokromatin çok koyu lekeli görünüyor.
Yapıcı heterokromatinin bileşimi esas olarak tandem tekrarlarının yüksek kopya sayısına dayanır. Bu ikili tekrarlar uydu DNA, mini uydu DNA veya mikro uydu DNA olabilir. Bu bölgeler oldukça tekrarlayıcı ve polimorfiktir. Bu nedenle, şu anda DNA parmak izi ve babalık testinde belirteç olarak kullanılmaktadırlar.
Yapıcı heterokromatinin ana işlevi, kardeş kroma titlerin ayrılması için yapısal heterokromatinin gerekli olduğu tahmin edilen hücre bölünmesi işlemi sırasında gözlemlenir. Ayrıca sentromerin düzgün çalışması ve oluşumunda da faydalıdır.
Hem sentromerik hem de telomerik DNA yapısal heterokromatinden oluşsa da, hem sentromerik hem de telomerik DNA genom boyunca korunmaz. Sentromerik diziler birçok türde korunmaz, ancak telomerik dizilerin türler arasında daha fazla korunduğu düşünülmektedir. Her iki bölge de gen içermez ancak önemli bir yapısal rol oynadıkları için önemlidir.
Şekil 01: Yapısal Heterokromatin – C bantlaması
Yapıcı heterokromatinin replikasyonu geç S fazı sırasında gerçekleşir. Histon modifikasyonları, en yaygın modifikasyonların histon hipoasetilasyonu, histon H3-Lys9 metilasyonu (H3K9) ve sitozin metilasyonunu içerdiği yapısal heterokromatini oluşturmak için yapılır. Bu modifikasyonlar kalıtsaldır, bu nedenle geniş epigenetik konusuna girer. Genetik mutasyonlar, yapısal heterokromatin bölgelerinde farklı genetik komplikasyonlara yol açan kusurlara yol açabilir (Robert Sendromu)
Fakültatif Heterokromatin Nedir?
Fakültatif heterokromatin bölgeleri, kromozom boyunca bulunmayan ve bu nedenle farklı türler arasında tutarlı olmayan DNA bölgeleridir. Bu DNA, zayıf ifade edilen genler için kodlanmıştır.
Fakültatif heterokromatinler, belirli koşullar altında ifade edilen susturulmuş genlerdir. Bu koşullar;
- Geçici (örneğin, gelişim durumları veya belirli hücre döngüsü aşamaları)
- Uzamsal (örneğin, dış etkenler/sinyaller nedeniyle merkezden çevreye veya tam tersi nükleer lokalizasyon değişiklikleri)
- Ebeveyn/kalıtsal (örneğin, monoalelik gen ifadesi)
Genler, kromatin modülasyon işlemleriyle susturulur. Fakültatif heterokromatin modifikasyonunun klasik örneği, kadınlarda ve erkeklerde X kromozomunun genetik bileşiminin dengelenmesi için bir X kromozomu setinin inaktive edildiği X kromozomu inaktivasyonudur.
Şekil 02: Heterokromatin
Fakültatif heterokromatinin ökromatin bölgelerine dönüştürülme olasılığı yüksektir; bu nedenle, C bant boyama tekniği sırasında, fakültatif heterokromatin, yapısal heterokromatine kıyasla koyu boyanmaz.
Yapısal ve Fakültatif Heterokromatin Arasındaki Benzerlikler Nelerdir?
- Hem Kurucu hem de Fakültatif Heterokromatin türleri DNA bölgelerinden oluşur.
- Hem Kurucu hem de Fakültatif Heterokromatin türleri, DNA'nın yüksek oranda yoğunlaştırılmış bölgeleridir.
- Hem Kurucu hem de Fakültatif Heterokromatin türleri, C bant boyama ile ayırt edilebilir.
- Hem Kurucu hem de Fakültatif Heterokromatin türleri epigenetik faktörler tarafından düzenlenir.
Yapıcı ve Fakültatif Heterokromatin Arasındaki Fark Nedir?
Kurucu ve Fakültatif Heterokromatin |
|
| Yapısal heterokromatin, hücre döngüsü boyunca kromozomda bulunan DNA bölgelerini ifade eder. | Fakültatif heterokromatin, genlerin modifikasyonlarla susturulduğu DNA bölgeleridir. Bu nedenle sadece belirli koşullar altında aktive olurlar ve hücrenin her yerinde bulunmazlar. |
| Dizi Türleri | |
| Uydu, mini uydu ve mikro uydu dizileri, yapısal heterokromatin türleridir. | Uzun serpiştirilmiş nükleer elementler, bir tür fakültatif heterokromatindir. |
| İfade etme yeteneği | |
| Yapıcı heterokromatin genleri ifade edemez. | Fakültatif heterokromatin ifade edilebilir. |
| C Bantlama Boyama | |
| Yapıcı heterokromatin bantları koyu renkte lekelenir. | Fakültatif heterokromatin bantları açık renkle lekelenmez/lekelenmez. |
| Polimorfizmler | |
| Yapıcı heterokromatin arasında bulunur. | Fakültatif heterokromatinde yok. |
Özet – Kurucu ve Fakültatif Heterokromatin
Heterokromatin ve Ökromatin, C bandı boyaması altında gözlemlenen iki ana bant modelidir. Heterokromatin, çok yoğun olduklarından koyu lekeli görünür. Kurucu ve Fakültatif heterokromatin bölgeleri, heterokromatinin ana bölümleridir. Hücre döngüsü boyunca bulunan ve yapısal olarak önemli olan tutarlı bölgelere yapısal heterokromatin denir. Sonunda ökromatin bölgelerine dönüştürülen susturulmuş DNA bölgelerine fakültatif heterokromatin denir. Sadece belirli koşullar altında ifade edilirler. Bu, kurucu ve isteğe bağlı heterokromatin arasındaki farktır.
