הבדל מפתח – הטרוכרומטין מכונן לעומת הפקולטטיבי
כרומוזומים הם מבנים דחוסים המורכבים מחומצות גרעין Deoxyribose (DNA). זהו מבנה מאורגן היטב, והיחידה הבסיסית של אריזת ה-DNA היא הנוקלאוזום. האריזה של DNA לתוך הכרומוזום כוללת שלבים רבים. כאשר נצפים כרומוזומים במיקרוסקופ לאחר צביעה, ניתן לראות אזורים שונים כגון אזורים מוכתמים כהים ואזורים מוכתמים קלות. אזורים מוכתמים כהים ידועים בשם הטרוכרומטין, והם האזורים שבהם יש DNA ארוז בצפיפות. אזורים מוכתמים קלות ידועים בשם Euchromatin, והם האזורים שיש להם DNA ארוז בצורה רופפת.ניתן לסווג את הטרוכרומטין עוד יותר כהטרוכרומטין מכונן והטרוכרומטין פקולטטיבי. הטרוכרומטין מכונן מתייחס לאזורי ה-DNA בכרומוזום המצויים לאורך מחזור התא. הם נמצאים בעיקר ליד האזורים הפרי-צנטרומריים ואזורים הטלומרים של הכרומוזום. הטרוכרומטין פקולטטיבי הוא אזורים ב-DNA שבהם הגנים מושתקים על ידי שינויים. לכן, הם מופעלים רק בתנאים מסוימים ואינם נמצאים בכל התא. ההבדל העיקרי בין הטרוכרומטין מכונן לפקולטטיבי הוא הפונקציונליות של שני הסוגים. הטרוכרומטין מכונן קיים לאורך כל מחזור התא ואינו מקודד לחלבונים, בעוד שהטרוכרומטין פקולטטיבי מתייחס לאזורי DNA מושתקים של הכרומוזום המופעלים בתנאים ספציפיים.
מהו הטרוכרומטין מכונן?
הטרוכרומטין מכונן מתייחס לאזורים דחוסים בכתמים כהים של DNA שנמצאים בכל הכרומוזום של האיקריוטים.הם נמצאים באזורים הפרי-צנטרומריים והטלומריים של הכרומוזום. אזורי הטרוכרומטין מכוננים מוצגים באמצעות טכניקת C banding. תחת המיקרוסקופ, נראה שההטרוכרומטין המכונן מוכתם בצורה כהה.
הרכב ההטרוכרומטין המכונן מבוסס בעיקר על מספר ההעתקים הגבוה של חזרות טנדם. חזרות טנדם אלה יכולות להיות DNA לווייני, DNA מיני-לווייני או DNA מיקרו-לווין. אזורים אלה חוזרים על עצמם ופולימורפיים מאוד. לכן, כיום, הם משמשים כסמנים בטביעת אצבע של DNA ובדיקות אבהות.
הפונקציה העיקרית של ההטרוכרומטין המכונן נצפה במהלך תהליך חלוקת התא, שם צופים כי נדרש הטרוכרומטין מכונן להפרדה של כרומטידות אחיות. הוא שימושי גם בתפקוד תקין וביצירת הצנטרומר.
למרות שגם ה-DNA הצנטרומר והטלומרי מורכבים מהטרוכרומטין המכונן, גם ה-DNA הצנטרומרי וגם ה-DNA הטלומרי אינם נשמרים בכל הגנום.רצפים צנטרומריים אינם נשמרים במינים רבים, אך מניחים כי רצפים טלומרים משומרים יותר על פני מינים. שני האזורים אינם מכילים גנים אך חשובים מכיוון שהם ממלאים תפקיד מבני בולט.
איור 01: הטרוכרומטין מכונן - פס C
שכפול של הטרוכרומטין מכונן מתרחש בשלב ה-S המאוחר. שינויים בהיסטונים נעשים כדי ליצור את ההטרוכרומטין המכונן, כאשר השינויים הנפוצים ביותר כוללים - היפואצטילציה של היסטון, מתילציה של היסטון H3-Lys9 (H3K9), ומתילציה של ציטוזין. שינויים אלה הם תורשתיים ולכן, נופלים תחת הנושא הרחב של אפיגנטיקה. מוטציות גנטיות עלולות להוביל לפגמים באזורי ההטרוכרומטין המכוננים המובילים לסיבוכים גנטיים שונים (תסמונת רוברט)
מהו הטרוכרומטין פקולטטיבי?
אזורי הטרוכרומטין פקולטטיביים הם אזורי ה-DNA שאינם נמצאים בכל הכרומוזום, ולפיכך, הם אינם עקביים בין מינים שונים. קוד ה-DNA הזה לגנים שמתבטאים בצורה גרועה.
הטרוכרומטינים הפקולטטיביים הם גנים מושתקים שמתבטאים בתנאים ספציפיים. תנאים אלה כוללים;
- זמני (לדוגמה, מצבי התפתחות או שלבים ספציפיים במחזור התא)
- מרחבי (למשל, לוקליזציה גרעינית משתנה מהמרכז לפריפריה או להיפך עקב גורמים/אותות אקסוגניים)
- הורה/תורשתי (למשל, ביטוי גנים חד-אללי)
הגנים מושתקים על ידי תהליכי אפנון כרומטין. הדוגמה הקלאסית לשינוי הטרוכרומטין פקולטטיבי היא השבתת כרומוזום X בנשים, כאשר קבוצה אחת של כרומוזום X מושבתת כך שההרכב הגנטי של כרומוזום X בזכרים ובנקבות מאוזן.
איור 02: Heterochromatin
להטרוכרומטין פקולטטיבי יש אפשרות גבוהה להמיר לאזורי אוכרומטין; לפיכך, במהלך טכניקת צביעה C banding, הטרוכרומטין פקולטטיבי אינו מוכתם כהה בהשוואה להטרוכרומטין מכונן.
מהם הדמיון בין הטרוכרומטין מכונן לפקולטטיבי?
- סוגי ההטרוכרומטין המכוננים והפקולטטיביים מורכבים מאזורי DNA.
- סוגי ההטרוכרומטין המכוננים והפקולטטיביים הם אזורים דחוסים מאוד של DNA.
- ניתן להבחין בין סוגי ההטרוכרומטין המכוננים והפקולטטיביים על ידי צביעה C banding.
- סוגי ההטרוכרומטין המכוננים והפקולטטיביים מווסתים על ידי גורמים אפיגנטיים.
מה ההבדל בין הטרוכרומטין מכונן לפקולטטיבי?
הטרוכרומטין מכונן לעומת הפקולטטיבי |
|
| הטרוכרומטין מכונן מתייחס לאזורי ה-DNA בכרומוזום המצויים לאורך כל מחזור התא. | הטרוכרומטין פקולטטיבי הוא אזורים ב-DNA שבהם הגנים מושתקים על ידי שינויים. לכן, הם מופעלים רק בתנאים מסוימים ואינם נמצאים בכל התא. |
| סוגי רצפים | |
| רצפי לווין, מיני-לוויין ומיקרו-לווין הם סוגים של הטרוכרומטין מכונן. | יסודות גרעיניים משולבים ארוכים הם סוג של הטרוכרומטין פקולטטיבי. |
| יכולת ביטוי | |
| הטרוכרומטין המכונן אינו מסוגל לבטא את הגנים. | ניתן לבטא הטרוכרומטין פקולטטיבי. |
| C Banding Staining | |
| רצועות הטרוכרומטין מכוננות מכתימות בצבע כהה. | רצועות הטרוכרומטין פקולטטיביות אינן מכתימות / מכתימות בצבע בהיר. |
| פולימורפיזמים | |
| נוכח בין ההטרוכרומטין המכונן. | נעדר בהטרוכרומטין הפקולטיבי. |
סיכום – הטרוכרומטין מכונן לעומת הפקולטטיבי
Heterochromatin ו-Euchromatin הם שני דפוסי הרצועה העיקריים שנצפו תחת צביעת פס C.הטרוכרומטין נראה מוכתם כהה מכיוון שהם דחוסים מאוד. אזורי הטרוכרומטין מכוננים ופקולטטיביים הם החטיבות העיקריות של הטרוכרומטין. האזורים העקביים שנמצאו לאורך מחזור התא, שהם חשובים מבחינה מבנית, מכונים הטרוכרומטין מכונן. אזורי ה-DNA המושתקים המומרים בסופו של דבר לאזורי אאוכרומטין מכונים הטרוכרומטין פקולטטיבי. הם מתבטאים רק בתנאים מסוימים. זה ההבדל בין הטרוכרומטין מכונן לפקולטטיבי.
