Разлика между метилиране на ДНК и хистон

Ключова разлика - метилиране на ДНК срещу хистон
 

Метилирането е биологичен процес, чрез който метилова група (СН₃) се добавя към молекула и се модифицира за повишаване или потискане на нейната активност. В контекста на генетиката метилирането може да се извърши на две нива: метилиране на ДНК и метилиране на хистон. И двата процеса засягат директно процеса на транскрипция на гени и контролират експресията на гените. При метилиране на ДНК метилна група се добавя или към цитозин, или до аденинов нуклеотид на молекулата на ДНК, която модифицира двата нуклеотидни остатъка, за да потисне функцията на генната транскрипция и да предотврати експресията на гени. При метилиране на хистон към аминокиселините на хистоновия протеин се добавя метилова група. Това е ключовата разлика между метилирането на ДНК и хистон.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е метилиране на ДНК
3. Какво е метилиране на хистон
4. Прилики между метилирането на ДНК и хистон
5. Паралелно сравнение - метилиране на ДНК срещу Хистон в таблична форма
6. Резюме

Какво е метилиране на ДНК?

Епигенетичният процес, чрез който метилови групи се добавят към молекулата на ДНК, за да се контролира експресията на гени, е известен като ДНК метилиране. Метилирането на ДНК не променя последователността на ДНК, но влияе върху активността на ДНК. Този процес е необходим за нормалното развитие на организма и е свързан с много важни процеси в организма, които включват запазване на стабилността на хромозомите, ембрионално развитие, канцерогенеза, стареене, инактивиране на х-хромозома и репресия на преносимите елементи. Когато процесът на метилиране се осъществява в промоторния регион на ген, той участва в потискането на генната транскрипция. ДНК молекулата се състои от комбинация от четири (04) нуклеотиди: аденин, гуанин, тимин и цитозин. От четирите основи на ДНК, аденинът и цитозинът могат да бъдат метилирани. По време на метилирането на ДНК към метил 5 се добавя метилова група^тата въглерод на цитозиновия пръстен за превръщане на цитозиновата основа в 5-метилцитозин. Този процес на модифициране на остатъци от цитозин се катализира от ензим, известен като ДНК метилтрансфераза. Модифицирана цитозинова основа присъства до гуаниновата основа. Следователно, в двойната спирална структура на ДНК, модифицираните цитозинови бази присъстват диагонално една на друга на противоположни нишки на ДНК.

Фигура 01: ДНК метилиране

Метилирането на аденин е процес, открит в растения, бактерии и бозайници. ДНК метилирането на растения и други организми се намира в три различни последователности. Те са CG, CHH и CHG, където Н се отнася до аденин, тимин или цитозин.

Какво е метилиране на Хистон?

Хистонът е протеин, който изгражда нуклеозомата, която е структурната единица на еукариотната хромозома. Нуклеозомата се увива около ДНК двойната спирала, което води до образуването на хромозоми. Метилирането на хистон е процес, който прехвърля метилови групи към аминокиселините на хистоновия протеин. ДНК се навива около две групи от еднакви протеини от хистон, обозначени като протеинов октамер. Четирите вида хистонови протеини (две копия всяко), участващи в това образуване, са H2A, H2b, H3 и H4. Тези четири вида протеини от хистон се състоят от удължаване на опашката. Тези удължения на опашката действат като мишени на нуклеозомна модификация чрез метилиране. Активирането и инактивирането на ДНК зависят до голяма степен от опашния остатък, който е метилиран и капацитета му на метилиране.

Фигура 02: Метилиране на хистон

Метилирането на хистоните влияе пряко върху транскрипцията на гени. Той има способността или да увеличи, или да намали процеса, което зависи от вида на аминокиселините в хистоновия протеин, който трябва да бъде метилиран, и от броя на прикрепените метилови групи. Процесът на транскрипция се засилва поради някои реакции на метилиране, които отслабват връзките, присъстващи между хистоновите опашки и ДНК. Това се дължи на активирането на процеса на размотаване на ДНК от нуклеозомата, което улеснява взаимодействието между транскрипционните фактори, полимеразите и ДНК. Този процес е критична стъпка в регулацията на генната експресия и води до експресия на различни гени от различни клетки. Метилирането на хистонови протеини се осъществява върху остатъците от опашката, най-често върху остатъците от лизин (К) на хистонови опашки от Н3 и Н4, а също и с аргинин (R). Лизинът и аргининът са аминокиселини. Хистон метилтрансфераза е ензим, който се използва за прехвърляне на метилови групи към лизин и аргинин, опашните остатъци от H3 и H4 хистонови протеини..

Какво е сходството между ДНК и метилиране на хистон?

• И в двата процеса се добавят метилови групи.

Каква е разликата между метилирането на ДНК и хистон?

ДНК срещу хистон метилиране
Добавянето на метилова група към цитозин или аденинови нуклеотиди на ДНК молекула е известно като метилиране на ДНК.	Прехвърлянето на метилови групи към аминокиселините на хистоновите протеини е известно като хистоново метилиране.
катализатор
Добавянето на метилова група към цитозиновия остатък се катализира от ДНК метилтрансфераза.	Реакцията, която прехвърля метиловите групи към аминокиселината на хистоновия протеин, се катализира от хистон метилтрансфераза.
функция
Ако метилирането на ДНК се случи в промоторния регион на ген, то потиска транскрипцията на гени и предотвратява генната експресия.	Ако се случи метилиране на хистон, то насърчава разгръщането на ДНК от обвитата нуклеозома и улеснява взаимодействието на транскрипционните фактори и полимерази с ДНК и засилва процеса на генна транскрипция.

Обобщение - ДНК срещу хистон метилиране

Метилирането е процес, при който метилова група се добавя към молекула като ДНК или протеин. В контекста на генетиката метилирането на ДНК и метилирането на хистон директно влияят на регулацията на транскрипцията на ген и контролират генната експресия на клетките. Реакциите на метилиране на ДНК и метилиране на хистон се катализират съответно от ДНК и хистон метилтрансфераза. Когато метилна група се добави към ДНК, тя е известна като метилиране на ДНК и когато метилова група се добави към аминокиселини от хистоновия протеин, тя е известна като хистоново метилиране. Това е разликата между метилиране на ДНК и хистон.

Изтеглете PDF версия на метилирането на ДНК и хистон

Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели, съгласно цитираните бележки. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между ДНК и метилация на хистон

Препратки:

1. Роуз, Нейтън Р. и Робърт Дж. Клозе. „Разбиране на връзката между метилирането на ДНК и метилирането на хистон лизин.“ Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier Pub. Co, декември 2014 г., достъпно тук. Достъп до 29 август 2017 г.
2. Кондо, Ютака. „Епигенетична кръстосана беседа между метилирането на ДНК и модификациите на хистона при човешки рак.“ Yonsei Medical Journal, Медицински колеж на университета Йонсей, 31 август 2009 г., достъпен тук. Достъп до 29 август 2017 г.

С любезност на изображенията:

1. "ДНК метилиране" от Mariuswalter - Собствена работа (CC BY-SA 4.0) през Wikimedia на Commons
2. „Фигура 16 03 02” от CNX OpenStax (CC BY 4.0) през Wikimedia на Commons