Unterschied zwischen Euchromatin und Heterochromatin
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Hauptunterschied - Euchromatin vs Heterochromatin
Euchromatin und Heterochromatin sind die zwei Strukturformen der DNA im Genom, die im Kern vorkommen. Euchromatin ist die lose gepackte Form von DNA, die sich im inneren Körper des Zellkerns befindet. Heterochromatin ist die dicht gepackte Form von DNA, die sich in der Peripherie des Zellkerns befindet. Etwa 90% des menschlichen Genoms besteht aus Euchromatin. Das Hauptunterschied zwischen euchromatin und heterochromatin ist das Euchromatin besteht aus transkriptionell aktiven DNA-Regionen, während Heterochromatin aus transkriptionell inaktiven DNA-Regionen im Genom besteht.
Dieser Artikel betrachtet,
1. Was ist Euchromatin?
- Merkmale, Struktur, Funktion
2. Was ist Heterochromatin?
- Merkmale, Struktur, Funktion
3. Was ist der Unterschied zwischen Euchromatin und Heterochromatin?
Was ist Euchromatin?
Die lose gepackte Form des Chromatins wird als Euchromatin bezeichnet. Nach der Zellteilung wird die DNA lose gepackt und liegt in Form von Chromatin vor. Chromatin wird durch die Kondensation von DNA mit Histonproteinen gebildet, wobei Perlen auf einer strangartigen Struktur entstehen. Euchromatin besteht aus transkriptionell aktiven Stellen des Genoms. Teile des Genoms, die aktive Gene im Genom enthalten, sind lose gepackt, damit die Transkription dieser Gene stattfinden kann. Die Häufigkeit von Chromosomenübergängen ist bei Euchromatin hoch, wodurch die euchromatische DNA genetisch aktiv wird. Euchromatin-Regionen im Genom können unter dem Mikroskop als Loops beobachtet werden, die 40 bis 100 kb DNA-Regionen enthalten. Der Durchmesser der Chromatinfaser beträgt 30 nm in Euchromatin. Matrix-assoziierte Regionen (MARs), die AT-reiche DNA enthalten, werden an Euchromatin-Schleifen in die Kernmatrix gebunden. Euchromatin ist in Nummer 5 von dargestellt Abbildung 1.
Abbildung 1: „Euchromatin im Kern“
1 - Kernhülle, 2 - Ribosomen, 3 - Kernporen, 4 - Nukleolus, 5 - Euchromatin, 6 - Außenmembran, 7 - RER, 8 - Heterochromatin
Funktion von Euchromatin
Euchromatin ist sowohl transkriptionell als auch genetisch aktiv. Die aktiven Gene in den Euchromatin-Regionen werden transkribiert, um mRNA zu synthetisieren, die für die funktionellen Proteine kodiert. Die Regulierung von Genen wird auch durch die Exposition regulatorischer Elemente in euchromatischen Regionen ermöglicht. Die Umwandlung von Euchromatin in Heterochromatin und umgekehrt kann als ein Genregulationsmechanismus betrachtet werden. Housekeeping-Gene, die immer aktiv sind, existieren in Form von Euchromatin.
Was ist Heterochromatin?
Die dicht gepackte DNA-Form im Kern wird als Heterochromatin bezeichnet. Heterochromatin ist jedoch weniger kompakt als Metaphasen-DNA. Die Färbung nicht teilender Zellen im Zellkern unter dem Lichtmikroskop zeigt je nach Intensität der Färbung zwei verschiedene Bereiche. Leicht gefärbte Bereiche werden als Euchromatin betrachtet, während die dunkel gefärbten Bereiche als Heterochromatin betrachtet werden. Die Heterochromatin-Organisation ist kompakter, so dass ihre DNA für die an der Genexpression beteiligten Proteine nicht zugänglich ist. Genetische Ereignisse wie Chromosomenübergänge werden durch die kompakte Natur des Heterochromatins vermieden. Daher wird Heterochromatin als transkriptionell und genetisch inaktiv betrachtet. Im Kern können zwei Heterochromatintypen identifiziert werden: konstitutives Heterochromatin und fakultatives Heterochromatin.
Konstitutives Heterochromatin
Konstitutives Heterochromatin enthält keine Gene im Genom, daher kann es auch während der Interphase der Zelle in seiner kompakten Struktur erhalten bleiben. Es ist ein permanentes Merkmal des Zellkerns. DNA in den telomeren und zentromeren Regionen gehört zum konstitutiven Heterochromatin. Einige Regionen in den Chromosomen gehören zum konstitutiven Heterochromatin; Beispielsweise sind die meisten Regionen des Y-Chromosoms konstitutionell heterochromatisch.
Fakultatives Heterochromatin
Fakultatives Heterochromatin enthält die inaktiven Gene im Genom; Daher ist es kein dauerhaftes Merkmal des Zellkerns, aber es ist manchmal im Zellkern zu sehen. Diese inaktiven Gene können entweder in einigen Zellen oder während einiger Zeitabschnitte inaktiv sein. Wenn diese Gene inaktiv sind, bilden sie fakultatives Heterochromatin. Chromatinstrukturen, Perlen auf einer Schnur, 30 nm-Faser, aktive Chromosomen in der Interphase sind in gezeigt Figur 2.
Abbildung 2: Chromatinstrukturen
Funktion von Heterochromatin
Heterochromatin ist hauptsächlich an der Aufrechterhaltung der Integrität des Genoms beteiligt. Durch die höhere Verpackung von Heterocromatin kann die Genexpression reguliert werden, indem die DNA-Regionen bei der Genexpression für Proteine unzugänglich gehalten werden. Die Bildung von Heterochromatin verhindert aufgrund seiner kompakten Natur die Schädigung des DNA-Endes durch Endonukleasen.
Unterschied zwischen Euchromatin und Heterochromatin
Definition
Euchromatin: Euchromatin ist die ungerollte Form des Chromatins.
Heterochromatin: Heterochromatin ist ein Teil des Chromosoms. Es ist fest verpackt.
Verpackungsintensität
Euchromatin: Euchromatin besteht aus Chromatinfasern und die DNA ist um Histon-Protein-Aufgaben gewickelt. Daher ist es lose verpackt.
Heterochromatin: Heterochromatin ist eine dicht gepackte Form von DNA im Chromosom.
Färbungsintensität
Euchromatin: Euchromatin ist leicht befleckt. Während der Mitose ist es dunkel gefärbt.
Heterochromatin: Heterochromatin ist während der Interphase dunkel gefärbt.
Menge an DNA
Euchromatin: Euchromatin enthält im Vergleich zu Heterochromatin eine geringe DNA-Dichte.
Heterochromatin: Heterochromatin enthält eine hohe DNA-Dichte.
Heteropyknose
Euchromatin: Euchromatin zeigt keine Heteropyknose.
Heterochromatin: Heterochromatin zeigt eine Heteropyknose.
Gegenwart
Euchromatin: Euchromatin kommt sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten vor.
Heterochromatin: Heterochromatin kommt nur in Eukaryonten vor.
Genetische Aktivität
Euchromatin: Euchromatin ist genetisch aktiv. Es kann chromosomal gekreuzt werden.
Heterochromatin: Heterochromatin ist genetisch inaktiv.
Auswirkungen auf den Phänotyp
Euchromatin: Die DNA in Euchromatin wird durch genetische Prozesse beeinflusst und variiert die Allele.
Heterochromatin: Da die DNA in Heterochromatin genetisch inaktiv ist, bleibt der Phänotyp eines Organismus unverändert.
Transkriptionelle Aktivität
Euchromatin: Euchromatin enthält transkriptionell aktive Regionen.
Heterochromatin: Heterochromatin zeigt wenig oder keine Transkriptionsaktivität.
DNA Replikation
Euchromatin: Euchromatin ist eine frühe Nachbildung.
Heterochromatin: Heterochromatin ist ein spätes Replikationsmittel.
Typen
Euchromatin: Im Kern befindet sich ein einheitlicher Typ von Euchromatin.
Heterochromatin: Heterochromatin besteht aus zwei Arten: konstitutives Heterochromatin und fakultatives Heterochromatin.
Lage im Kern
Euchromatin: Euchromatin ist im inneren Körper des Kerns vorhanden.
Heterochromatin: Heterochromatin ist in der Peripherie des Zellkerns vorhanden.
Klebrigkeit
Euchromatin: Euchromatin-Regionen sind nicht klebrig.
Heterochromatin: Heterochromatinregionen sind klebrig.
Funktion
Euchromatin: Mit Euchromatin können die Gene transkribiert und genetische Variationen auftreten.
Heterochromatin: Heterochromatin erhält die strukturelle Integrität des Genoms aufrecht und ermöglicht die Regulierung der Genexpression.
Kondensation / Dekondensation
Euchromatin: Die Kondensation und Dekondensation von DNA wird während des Zellzyklus ausgetauscht.
Heterochromatin: Heterochromatin bleibt während jeder Periode des Zellzyklus kondensiert, außer bei der DNA-Replikation.
Fazit
Euchromatin und Heterochromatin sind zwei Arten von DNA-Strukturen im Kern. Euchromatin besteht aus einer locker gepackten Struktur von Chromatinfasern im Kern. Daher ist die DNA in euchromatischen Regionen für die Genexpression zugänglich. Daher werden die Gene in den euchromatischen Regionen aktiv transkribiert. Im Gegenteil, DNA-Regionen im Heterochromatin sind dicht gepackt und für Proteine, die an der Genexpression beteiligt sind, nicht zugänglich. Daher wirkt die Bildung von Heterochromatin aus Regionen, die Gene enthalten, als Mechanismus für die Genregulation.
Die Art der Verpackung sowohl von Euchromatin als auch von Heterochromatin kann anhand ihres Färbemusters unter dem Lichtmikroskop identifiziert werden. Euchromatin mit geringerer DNA-Dichte wird leicht angefärbt und Heterochromatin mit hoher DNA-Dichte wird dunkel gefärbt. Die Kondensation und Dekondensation von Euchromatin werden während des Zellzyklus ausgetauscht. Heterochromatin bleibt jedoch in den Phasen des Zellzyklus außer bei der DNA-Replikation kondensiert. Daher liegt der Hauptunterschied zwischen Euchromatin und Heterochromatin sowohl in ihrer Struktur als auch in ihrer Funktion.
Referenz:
1. Cooper, Geoffrey M. "Interne Organisation des Kerns". Die Zelle: ein molekularer Ansatz. 2. Auflage US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 22. März 2017.
2. Braun, Terence A. „Zugang zum Genom“. Genome. 2. Auflage US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 22. März 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Nucleus ER" Von Magnus Manske (Diskussion) - Nupedia (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. „Chromatin-Strukturen“ Nach dem ursprünglichen Uploader wurde Richard Wheeler bei en.wikipedia - Von en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia übertragen
