Verschil tussen Euchromatin en Heterochromatin
Share
Belangrijkste verschil - Euchromatin versus Heterochromatin
Euchromatin en heterochromatin zijn de twee structurele vormen van DNA in het genoom, die in de kern worden gevonden. Euchromatin is de los gepakte vorm van DNA, te vinden in het binnenste deel van de kern. Heterochromatin is de dicht gepakte vorm van DNA, gevonden in de periferie van de kern. Ongeveer 90% van het menselijk genoom bestaat uit euchromatine. De grootste verschil tussen euchromatine en heterochromatine is dat euchromatine bestaat uit transcriptioneel actieve regio's van DNA, terwijl heterochromatine bestaat uit transcriptioneel inactieve DNA-gebieden in het genoom.
Dit artikel kijkt naar,
1. Wat is Euchromatin
- Kenmerken, structuur, functie
2. Wat is Heterochromatin
- Kenmerken, structuur, functie
3. Wat is het verschil tussen Euchromatin en Heterochromatin
Wat is Euchromatin
De los gepakte vorm van chromatine wordt aangeduid als euchromatine. Na de celdeling wordt DNA losjes verpakt en bestaat het in de vorm van chromatine. Chromatine wordt gevormd door de condensatie van DNA met histoneiwitten, die kralen vertonen op een koordachtige structuur. Euchromatin bestaat uit transcriptioneel actieve sites van het genoom. Delen van het genoom, die actieve genen in het genoom bevatten, zijn losjes ingepakt om de transcriptie van deze genen te laten plaatsvinden. De frequentie van chromosomale overgang is hoog in euchromatine, waardoor het euchromatisch DNA genetisch actief is. Euchromatinegebieden in het genoom kunnen onder de microscoop worden waargenomen als lussen, die 40 tot 100 kb DNA-gebieden erin bevatten. De diameter van de chromatinevezel is 30 nm in euchromatine. Matrix-geassocieerde gebieden (MAR's), die AT-rijk DNA bevatten, zijn gehecht aan euchromatinelussen in de nucleaire matrix. Euchromatin wordt weergegeven in nummer 5 van Figuur 1.
Figuur 1: "Euchromatin in de kern"
1 - Nucleaire envelop, 2 - Ribosomen, 3 - Nucleaire poriën, 4 - Nucleolus, 5 - Euchromatin, 6 - Buitenste membraan, 7 - RER, 8 - Heterochromatin
Functie van Euchromatin
Euchromatin is zowel transcriptioneel als genetisch actief. De actieve genen in de euchromatinegebieden worden getranscribeerd om mRNA te synthetiseren, dat voor de functionele eiwitten codeert. De regulatie van genen wordt ook toegestaan door de blootstelling van regulerende elementen in euchromatische regio's. De transformatie van euchromatine in heterochromatine en vice versa kan worden beschouwd als een genregulerend mechanisme. Housekeeping-genen, die altijd actief zijn, bestaan in de vorm van euchromatine.
Wat is Heterochromatin
De dicht gepakte vorm van DNA in de kern wordt heterochromatine genoemd. Heterochromatine is echter minder compact dan metafase-DNA. De kleuring van niet-delende cellen in de kern onder de lichtmicroscoop vertoont twee verschillende gebieden afhankelijk van de intensiteit van de kleuring. Licht gekleurde gebieden worden beschouwd als euchromatine, terwijl de donker gekleurde gebieden worden beschouwd als heterochromatine. Heterochromatine organisatie is compacter op een zodanige manier dat hun DNA niet toegankelijk is voor de eiwitten die betrokken zijn bij de genexpressie. Genetische gebeurtenissen zoals chromosomale kruising worden vermeden door de compacte aard van heterochromatine. Vandaar dat heterochromatine wordt beschouwd als transcriptioneel en genetisch inactief. Twee heterochromatine-typen kunnen in de kern worden geïdentificeerd: constitutief heterochromatine en facultatief heterochromatine.
Constitutieve Heterochromatin
Constitutieve heterochromatine bevat geen genen in het genoom, daarom kan het ook tijdens de interfase van de cel in zijn compacte structuur worden vastgehouden. Het is een permanent kenmerk van de celkern. DNA in de telomere en centromere gebieden behoren tot het constitutieve heterochromatine. Sommige regio's in de chromosomen behoren tot het constitutieve heterochromatine; de meeste regio's van het Y-chromosoom zijn bijvoorbeeld constitutioneel heterochromatisch.
Facultatief Heterochromatin
Facultatief heterochromatine bevat de inactieve genen in het genoom; daarom is het geen permanent kenmerk van de celkern, maar is het soms in de kern te zien. Deze inactieve genen kunnen in sommige cellen of gedurende sommige perioden inactief zijn. Wanneer die genen inactief zijn, vormen ze facultatief heterochromatine. Chromatinestructuren, kralen aan een touw, 30 nm vezel, actieve chromosomen in de interfase worden getoond in Figuur 2.
Figuur 2: Chromatinestructuren
Functie van Heterochromatin
Heterochromatine is voornamelijk betrokken bij het handhaven van de integriteit van het genoom. De hogere verpakking van heterocromatine maakt het mogelijk de genexpressie te reguleren door de DNA-gebieden ontoegankelijk te houden voor eiwitten in genexpressie. De vorming van heterochromatine voorkomt dat het DNA door endonucleasen wordt beschadigd als gevolg van zijn compacte aard.
Verschil tussen Euchromatin en Heterochromatin
Definitie
euchromatine: Euchromatin is de ongedraaide vorm van chromatine.
heterochromatine: Heterochromatine maakt deel uit van het chromosoom. Het zit goed verpakt.
Intensiteit van verpakking
euchromatine: Euchromatin bestaat uit chromatinevezels en het DNA is rond histon-eiwitklussen gewikkeld. Daarom is het losjes verpakt.
heterochromatine: Heterochromatin is een dicht gepakte vorm van DNA in het chromosoom.
Kleuringintensiteit
euchromatine: Euchromatin is licht bevlekt. Maar het is tijdens de mitose donker gekleurd.
heterochromatine: Heterochromatine is tijdens de interfase donker gekleurd.
Hoeveelheid DNA
euchromatine: Euchromatine bevat een lage DNA-dichtheid in vergelijking met heterochromatine.
heterochromatine: Heterochromatine bevat een hoge dichtheid van DNA.
Heteropycnosis
euchromatine: Euchromatin vertoont geen heteropycnose.
heterochromatine: Heterochromatine vertoont heteropycnose.
Aanwezigheid
euchromatine: Euchromatin wordt gevonden in zowel prokaryoten als eukaryoten.
heterochromatine: Heterochromatine wordt alleen in eukaryoten gevonden.
Genetische activiteit
euchromatine: Euchromatin is genetisch actief. Het kan worden blootgesteld aan chromosomale cross-over.
heterochromatine: Heterochromatine is genetisch inactief.
Effect op het fenotype
euchromatine: Het DNA in euchromatine wordt beïnvloed door genetische processen, waardoor de allelen daarin worden gevarieerd.
heterochromatine: Omdat DNA in heterochromatine genetisch inactief is, blijft het fenotype van een organisme onveranderd.
Transcriptionele activiteit
euchromatine: Euchromatine bevat transcriptioneel actieve regio's.
heterochromatine: Heterochromatine vertoont weinig of geen transcriptionele activiteit.
DNA-replicatie
euchromatine: Euchromatin is een vroege replicatie.
heterochromatine: Heterochromatine is een late replicatie.
Types
euchromatine: Een uniforme vorm van euchromatine wordt in de kern gevonden.
heterochromatine: Heterochromatine bestaat uit twee soorten: constitutief heterochromatine en facultatief heterochromatine.
Locatie in de Nucleus
euchromatine: Euchromatine is aanwezig in het binnenste lichaam van de kern.
heterochromatine: Heterochromatine is aanwezig in de periferie van de kern.
Kleverigheid
euchromatine: Euchromatinegebieden zijn niet plakkerig.
heterochromatine: Heterochromatinegebieden zijn plakkerig.
Functie
euchromatine: Euchromatin maakt het mogelijk dat de genen worden getranscribeerd en genetische variaties optreden.
heterochromatine: Heterochromatine handhaaft de structurele integriteit van het genoom en maakt de regulatie van genexpressie mogelijk.
Condensatie / decondensatie
euchromatine: Condensatie en decondensatie van DNA worden tijdens de perioden van de celcyclus uitgewisseld.
heterochromatine: Heterochromatine blijft tijdens elke periode van de celcyclus gecondenseerd, behalve bij DNA-replicatie.
Conclusie
Euchromatin en heterochromatin zijn twee soorten DNA-structuur die in de kern worden gevonden. Euchromatine bestaat uit een los gepakte structuur van chromatinevezels in de kern. Daarom is het DNA in euchromatische gebieden toegankelijk voor genexpressie. Daarom worden de genen in de euchromatische regio's actief getranscribeerd. Daarentegen zijn DNA-gebieden in het heterochromatine dicht gepakt en ontoegankelijk voor eiwitten, die betrokken zijn bij de genexpressie. Daarom werkt de vorming van heterochromatine uit regio's die genen bevatten als een mechanisme voor genregulatie.
De aard van verpakking in zowel euchromatine als heterochromatine kan worden geïdentificeerd met hun kleuringspatronen onder de lichtmicroscoop. Euchromatine met minder DNA-dichtheid wordt licht gekleurd en heterochromatine met hoge DNA-dichtheid wordt donker gekleurd. De condensatie en decondensatie van euchromatine worden tijdens de celcyclus uitgewisseld. Maar heterochromatine blijft tijdens de fasen van de celcyclus gecondenseerd behalve bij DNA-replicatie. Daarom ligt het belangrijkste verschil tussen euchromatine en heterochromatine zowel in hun structuur als in hun functie.
Referentie:
1.Cooper, Geoffrey M. "Interne organisatie van de kern". The Cell: A Molecular Approach. 2e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 22 maart 2017.
2. Brown, Terence A. "Toegang krijgen tot het genoom." Genomen. 2e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 22 maart 2017.
Afbeelding met dank aan:
1. "Nucleus ER" door Magnus Manske (bespreking) - Nupedia (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Chromatin Structures" door Original uploader was Richard Wheeler op en.wikipedia - Transfered from en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
