主要区别——常染色质与异染色质

常染色质和异染色质是基因组中 DNA 的两种结构形式，它们存在于细胞核中。常染色质是 DNA 的松散堆积形式，存在于细胞核的内部。异染色质是紧密堆积的 DNA 形式，位于细胞核的外围。大约 90% 的人类基因组由常染色质组成。这 主要区别 常染色质和异染色质之间的区别在于 常染色质由 DNA 的转录活性区域组成，而异染色质由基因组中的转录非活性 DNA 区域组成.

这篇文章看，

1.什么是常染色质 – 特性、结构、功能 2.什么是异染色质 – 特性、结构、功能 3.常染色质和异染色质有什么区别

什么是常染色质

染色质的松散包装形式称为常染色质。细胞分裂后，DNA 变得松散堆积并以染色质的形式存在。染色质是由 DNA 与组蛋白凝聚形成的，呈现出串状结构的珠子。常染色质由基因组的转录活性位点组成。基因组中含有活性基因的部分基因组松散地排列，以便让这些基因的转录发生。常染色质中染色体交叉的频率很高，使常染色质 DNA 具有遗传活性。基因组中的常染色质区域可以在显微镜下观察为环，其中包含 40 到 100 kb 的 DNA 区域。常染色质中染色质纤维的直径为 30 nm。含有富含 AT 的 DNA 的基质相关区域 (MAR) 与常染色质环相连，进入核基质。常染色质显示在图 1 的编号 5 中。

图 1：“细胞核中的常染色质”1 – 核膜，2 – 核糖体，3 – 核孔，4 – 核仁，5 – 常染色质，6 – 外膜，7 – RER，8 – 异染色质

常染色质的功能

常染色质具有转录和遗传活性。常染色质区域中的活性基因被转录以合成 mRNA，编码功能蛋白。通过在常染色质区域中暴露调节元件也允许基因的调节。常染色质向异染色质的转化，反之亦然，可以被认为是一种基因调控机制。始终活跃的管家基因以常染色质的形式存在。

什么是异染色质

细胞核中紧密堆积的 DNA 形式称为异染色质。然而，异染色质不如中期 DNA 紧凑。光学显微镜下细胞核中非分裂细胞的染色根据染色强度显示出两个不同的区域。浅染区域被认为是常染色质，而深色区域被认为是异染色质。异染色质组织更加紧凑，以至于参与基因表达的蛋白质无法访问它们的 DNA。异染色质的紧凑性质避免了诸如染色体交叉之类的遗传事件。因此，异染色质被认为在转录和遗传上均无活性。在细胞核中可以识别出两种异染色质类型：组成型异染色质和兼性异染色质。

组成型异染色质

组成型异染色质在基因组中不包含基因，因此它也可以在细胞间期保留在其紧凑的结构中。它是细胞核的永久特征。端粒和着丝粒区域中的 DNA 属于组成型异染色质。染色体中的某些区域属于组成型异染色质；例如，Y染色体的大部分区域在体质上是异色的。

兼性异染色质

兼性异染色质包含基因组中的非活性基因；因此，它不是细胞核的永久特征，但有时可以在细胞核中看到。这些不活跃的基因可能在某些细胞中或在某些时期不活跃。当这些基因失活时，它们会形成兼性异染色质。染色质结构、串珠、30 nm 纤维、相间的活性染色体如图 2 所示。

图 2：染色质结构

异染色质的功能

异染色质主要参与维持基因组的完整性。异染色质的更高包装允许通过保持基因表达中蛋白质无法接近的DNA区域来调节基因表达。由于其紧密的性质，异染色质的形成可防止内切核酸酶对 DNA 末端造成损伤。

常染色质和异染色质的区别

定义

常染色质： 常染色质是染色质的展开形式。

异染色质： 异染色质是染色体的一部分。它是紧密包装的。

包装强度

常染色质： 常染色质由染色质纤维组成，DNA 包裹在组蛋白上。因此，它是松散的包装。

异染色质： 异染色质是染色体中紧密堆积的 DNA 形式。

染色强度

常染色质： 常染色质被轻微染色。但是，它在有丝分裂期间被染成黑色。

异染色质： 异染色质在相间期被染成深色。

DNA的量

常染色质： 与异染色质相比，常染色质含有较低的 DNA 密度。

异染色质： 异染色质含有高密度的 DNA。

杂食性

常染色质： 常染色质没有表现出异质性。

异染色质： 异染色质表现出异质性。

在场

常染色质： 常染色质存在于原核生物和真核生物中。

异染色质： 异染色质仅存在于真核生物中。

遗传活动

常染色质： 常染色质具有遗传活性。它可能会暴露于染色体交叉。

异染色质： 异染色质在遗传上是无活性的。

对表型的影响

常染色质： 常染色质中的 DNA 受遗传过程的影响，改变其上的等位基因。

异染色质： 由于异染色质中的 DNA 在遗传上不活跃，因此生物体的表型保持不变。

转录活性

常染色质： 常染色质包含转录活性区域。

异染色质： 异染色质表现出很少或没有转录活性。

DNA复制

常染色质： 常染色质是早期复制品。

异染色质： 异染色质是一种晚期复制。

类型

常染色质： 在细胞核中发现了一种均匀类型的常染色质。

异染色质： 异染色质由两种类型组成：组成型异染色质和兼性异染色质。

在 Nucleus 中的位置

常染色质： 常染色质存在于细胞核的内部。

异染色质： 异染色质存在于细胞核的外围。

粘性

常染色质： 常染色质区域不具有粘性。

异染色质： 异染色质区域是粘性的。

功能

常染色质： 常染色质允许基因被转录并发生遗传变异。

异染色质： 异染色质保持基因组的结构完整性并允许调节基因表达。

冷凝/减压

常染色质： 在细胞周期期间，DNA 的缩合和解缩合会互换。

异染色质： 除 DNA 复制外，异染色质在细胞周期的每个阶段都保持浓缩状态。

结论

常染色质和异染色质是在细胞核内发现的两种 DNA 结构。常染色质由细胞核中染色质纤维的松散堆积结构组成。因此，常染色质区域的 DNA 可用于基因表达。因此，常染色质区域中的基因被积极转录。相反，异染色质中的 DNA 区域紧密堆积，无法进入参与基因表达的蛋白质。因此，从含有基因的区域形成异染色质是基因调控的一种机制。

常染色质和异染色质中的包装性质可以通过光学显微镜下的染色模式来识别。 DNA 密度较低的常染色质染色较浅，DNA 密度较高的异染色质染色较深。常染色质的缩合和解缩合在细胞周期中互换。但是，异染色质在细胞周期的各个阶段保持浓缩，除了 DNA 复制。因此，常染色质和异染色质之间的主要区别在于它们的结构和功能。

参考资料：1.Cooper, Geoffrey M.“核的内部组织”。细胞：分子方法。第 2 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 22 日。2.Brown, Terence A.“访问基因组”。基因组。第 2 版。美国国家医学图书馆，1970 年 1 月 1 日。Web。 2017 年 3 月 22 日。

图片提供：1。 Magnus Manske 的“Nucleus ER”（谈话）– Nupedia（公共领域）通过Commons Wikimedia2。原始上传者的“染色质结构”是 en.wikipedia 的 Richard Wheeler – 从 en.wikipedia (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons Wikimedia 转移