主な違い – ユークロマチンとヘテロクロマチン
ユークロマチンとヘテロクロマチンは、ゲノム内の DNA の 2 つの構造形態であり、核内に見られます。ユークロマチンは、核の内部に見られるゆるく詰まった形の DNA です。ヘテロクロマチンは、核の周辺に見られる、密集した形の DNA です。ヒトゲノムの約 90% はユークロマチンで構成されています。 主な違い ユークロマチンとヘテロクロマチンの違いは、ユークロマチンは DNA の転写的に活性な領域で構成されているのに対し、ヘテロクロマチンはゲノム内の転写的に不活性な DNA 領域で構成されていることです。 .
この記事では、
1.ユークロマチンとは
– 特性、構造、機能
2.ヘテロクロマチンとは
– 特性、構造、機能
3.ユークロマチンとヘテロクロマチンの違いは何ですか
ユークロマチンとは
ゆるく詰まった形のクロマチンはユークロマチンと呼ばれます。細胞分裂後、DNAはゆるく詰まってクロマチンの形で存在します。クロマチンは、ヒストンタンパク質と DNA の凝縮によって形成され、ひも状の構造上にビーズを示します。ユークロマチンは、ゲノムの転写活性部位で構成されています。ゲノム内の活性遺伝子を含むゲノムの部分は、これらの遺伝子の転写が起こるようにするためにゆるく詰め込まれています。ユークロマチンでは染色体交差の頻度が高く、ユークロマチン DNA が遺伝的に活性化されます。ゲノムのユークロマチン領域は、顕微鏡下で 40 ～ 100 kb の DNA 領域を含むループとして観察できます。クロマチン繊維の直径は、ユークロマチンでは 30 nm です。 AT リッチ DNA を含むマトリックス関連領域 (MAR) は、核マトリックス内のユークロマチン ループに結合しています。ユークロマチンは 図 1 の 5 番に示されています .
図 1:「核内のユークロマチン」
1 – 核エンベロープ、2 – リボソーム、3 – 核孔、4 – 核小体、5 – ユークロマチン、6 – 外膜、7 – RER、8 – ヘテロクロマチン
ユークロマチンの機能
ユークロマチンは、転写的にも遺伝的にも活性があります。ユークロマチン領域の活性遺伝子は転写されて、機能タンパク質をコードするmRNAを合成します。遺伝子の調節は、ユークロマチン領域の調節要素の露出によっても可能になります。ユークロマチンからヘテロクロマチンへの変換、およびその逆の変換は、遺伝子調節メカニズムと見なすことができます。常に活動しているハウスキーピング遺伝子は、ユークロマチンの形で存在します。
ヘテロクロマチンとは
核内に密集した形の DNA は、ヘテロクロマチンと呼ばれます。ただし、ヘテロクロマチンは中期 DNA ほどコンパクトではありません。光学顕微鏡下での核内の非分裂細胞の染色は、染色の強度に応じて 2 つの異なる領域を示します。薄く染色された領域はユークロマチンと見なされ、暗く染色された領域はヘテロクロマチンと見なされます。ヘテロクロマチン構成は、その DNA が遺伝子発現に関与するタンパク質にアクセスできないように、よりコンパクトです。染色体交差のような遺伝的事象は、ヘテロクロマチンのコンパクトな性質によって回避されます。したがって、ヘテロクロマチンは転写的および遺伝的に不活性であると見なされます。核内では、構成的ヘテロクロマチンと条件的ヘテロクロマチンの 2 種類のヘテロクロマチンが識別されます。
構成的ヘテロクロマチン
構成的ヘテロクロマチンはゲノムに遺伝子を含まないため、細胞の中間期でもコンパクトな構造を保つことができます。それは、細胞の核の恒久的な特徴です。テロメアおよびセントロメア領域の DNA は、構成的ヘテロクロマチンに属します。染色体の一部の領域は、構成的ヘテロクロマチンに属します。たとえば、Y 染色体のほとんどの領域は、構造的にヘテロクロマチンです。
通性ヘテロクロマチン
条件的ヘテロクロマチンには、ゲノム内の不活性遺伝子が含まれています。したがって、それは細胞の核の永続的な特徴ではありませんが、時々核に見られます.これらの不活性遺伝子は、一部の細胞または一部の期間のいずれかで不活性である可能性があります。これらの遺伝子が不活性な場合、通性ヘテロクロマチンを形成します。クロマチン構造、糸上のビーズ、30 nm ファイバー、間期の活性染色体を図 2 に示します。 .
図 2:クロマチン構造
ヘテロクロマチンの機能
ヘテロクロマチンは、主にゲノムの完全性の維持に関与しています。ヘテロクロマチンの高度なパッケージングにより、遺伝子発現においてタンパク質がアクセスできない DNA 領域を維持することにより、遺伝子発現を調節することができます。ヘテロクロマチンの形成は、そのコンパクトな性質により、エンドヌクレアーゼによる DNA 末端の損傷を防ぎます。
ユークロマチンとヘテロクロマチンの違い
定義
ユークロマチン: ユークロマチンは、クロマチンがほどけた形です。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは染色体の一部です。ぎゅっと詰まっています。
梱包の強度
ユークロマチン: ユークロマチンはクロマチン繊維で構成されており、DNA はヒストンタンパク質の雑用に巻き付いています。したがって、緩やかにパッケージ化されています。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは、染色体内に密集した形の DNA です。
染色強度
ユークロマチン: ユークロマチンは薄く染色されています。ただし、有糸分裂中は黒く染色されます。
ヘテロクロマチン: 間期のヘテロクロマチンは暗く染色されます。
DNA量
ユークロマチン: ユークロマチンは、ヘテロクロマチンと比較して低い DNA 密度を含んでいます。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンには高密度の DNA が含まれています。
ヘテロピクノシス
ユークロマチン: ユークロマチンはヘテロピクノーシスを示さない.
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンはヘテロピクノシスを示します。
プレゼンス
ユークロマチン: ユークロマチンは、原核生物と真核生物の両方に見られます。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは真核生物にのみ見られます。
遺伝子活動
ユークロマチン: ユークロマチンは遺伝的に活性です。染色体交差にさらされている可能性があります。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは遺伝的に不活性です。
表現型への影響
ユークロマチン: ユークロマチンの DNA は遺伝的プロセスの影響を受け、その対立遺伝子を変化させます。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンの DNA は遺伝的に不活性であるため、生物の表現型は変化しません。
転写活動
ユークロマチン: ユークロマチンには、転写活性領域が含まれています。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは、転写活性をほとんどまたはまったく示しません。
DNA複製
ユークロマチン: ユークロマチンは初期の複製生物です。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは後期複製です。
タイプ
ユークロマチン: 核には均一なタイプのユークロマチンが見られます。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは、構成的ヘテロクロマチンと条件的ヘテロクロマチンの 2 種類で構成されています。
Nucleus 内の位置
ユークロマチン: ユークロマチンは核の内部に存在します。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは核の周辺に存在します。
粘着性
ユークロマチン: ユークロマチン領域は粘着性がありません。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチン領域は粘着性があります。
機能
ユークロマチン: ユークロマチンにより、遺伝子が転写され、遺伝的変異が発生します。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンはゲノムの構造的完全性を維持し、遺伝子発現の調節を可能にします。
凝縮/脱凝縮
ユークロマチン: DNA の凝縮と脱凝縮は、細胞周期の期間中に入れ替わります。
ヘテロクロマチン: ヘテロクロマチンは、DNA 複製を除いて、細胞周期の各期間中、凝縮したままです。
結論
ユークロマチンとヘテロクロマチンは、核内に見られる 2 種類の DNA 構造です。ユークロマチンは、核内のクロマチン繊維がゆるく詰まった構造で構成されています。したがって、ユークロマチン領域の DNA は遺伝子発現にアクセスできます。したがって、ユークロマチン領域の遺伝子は活発に転写されます。それどころか、ヘテロクロマチンの DNA 領域は密集しており、遺伝子発現に関与するタンパク質にはアクセスできません。したがって、遺伝子を含む領域からのヘテロクロマチンの形成は、遺伝子調節のメカニズムとして機能します。
ユークロマチンとヘテロクロマチンの両方のパッケージングの性質は、光学顕微鏡下の染色パターンで識別できます。 DNA密度の低いユークロマチンは薄く染色され、DNA密度の高いヘテロクロマチンは濃く染色されます。ユークロマチンの凝縮と脱凝縮は、細胞周期中に入れ替わります。しかし、ヘテロクロマチンは、DNA複製を除いて、細胞周期の段階で凝縮したままです。したがって、ユークロマチンとヘテロクロマチンの主な違いは、構造と機能の両方にあります。
参照:
1.Cooper、Geoffrey M.「核の内部組織」。セル:分子アプローチ。第2版。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 3 月 22 日。
2. ブラウン、テレンス A.「ゲノムへのアクセス」。ゲノム。第2版。米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日。ウェブ。 2017 年 3 月 22 日。
