Starpība starp DNS un histonu metilēšanu

Galvenā atšķirība - DNS vs histona metilēšana
 

Metilēšana ir bioloģisks process, kurā metilgrupa (CH₃) pievieno molekulai un modificē, lai pastiprinātu vai nomāktu tās aktivitāti. Ģenētikas kontekstā metilēšana var notikt divos līmeņos: DNS metilēšana un histonu metilēšana. Abi procesi tieši ietekmē gēnu transkripcijas procesu un kontrolē gēnu ekspresiju. DNS metilēšanā metilgrupu pievieno vai nu DNS molekulas citozīnam, vai adenīna nukleotīdam, kas modificē abus nukleotīdu atlikumus, lai nomāktu gēnu transkripcijas funkciju un novērstu gēnu ekspresiju. Histona metilēšanā histona olbaltumvielu aminoskābēm pievieno metilgrupu. Šī ir galvenā atšķirība starp DNS un histona metilēšanu.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir DNS metilēšana
3. Kas ir histona metilēšana
4. Līdzības starp DNS un histonu metilēšanu
5. Salīdzinājums blakus - DNS vs histona metilēšana tabulas formā
6. Kopsavilkums

Kas ir DNS metilēšana?

Epiģenētisko procesu, kurā metilgrupas pievieno DNS molekulai, lai kontrolētu gēnu ekspresiju, sauc par DNS metilēšanu. DNS metilēšana nemaina DNS secību, bet ietekmē DNS aktivitāti. Šis process ir nepieciešams normālai organisma attīstībai, un tas ir saistīts ar daudziem svarīgiem ķermeņa procesiem, kas ietver hromosomu stabilitātes saglabāšanu, embrionālās attīstības attīstību, kanceroģenēzi, novecošanos, x-hromosomu inaktivāciju un transponējamo elementu apspiešanu. Kad metilācijas process notiek gēna promocijas reģionā, tas tiek iesaistīts gēna transkripcijas apspiešanā. DNS molekula sastāv no četru (04) nukleotīdu kombinācijas: adenīna, guanīna, timīna un citozīna. No četrām DNS bāzēm adenīnu un citozīnu var metilēt. DNS metilēšanas laikā metilgrupu pievieno 5^th citozīna gredzena ogleklis, lai citozīna bāzi pārveidotu par 5-metilcitozīnu. Šo citozīna atlikumu modifikācijas procesu katalizē ferments, kas pazīstams kā DNS metiltransferāze. Blakus guanīna bāzei ir modificēta citozīna bāze. Tāpēc DNS dubultā spirālveida struktūrā modificētas citozīnu bāzes atrodas diagonāli viena otrai pretējās DNS virzienos.

01. attēls: DNS metilēšana

Adenīna metilēšana ir process, kas atrodams augos, baktērijās un zīdītājos. Augu un citu organismu DNS metilēšana ir sastopama trīs dažādos secīgos kontekstos. Tie ir CG, CHH un CHG, kur H attiecas vai nu uz adenīnu, timīnu vai citozīnu.

Kas ir histona metilēšana?

Histons ir olbaltumviela, kas veido nukleosomu, kas ir eikariotu hromosomas struktūrvienība. Nukleosomas apvij ap DNS dubulto spirāli, kā rezultātā veidojas hromosomas. Histona metilēšana ir process, kurā metilgrupas tiek pārnestas uz histona olbaltumvielu aminoskābēm. DNS tiek apvīta ap diviem identisku histonu olbaltumvielu komplektiem, ko dēvē par olbaltumvielu oktameru. Četri histonu olbaltumvielu veidi (katrs pa diviem eksemplāriem), kas iesaistīti šajā veidošanā, ir H2A, H2b, H3 un H4. Šie četri histonu olbaltumvielu veidi sastāv no astes pagarinājuma. Šie astes paplašinājumi darbojas kā nukleosomu modifikācijas mērķi ar metilēšanu. DNS aktivizēšana un inaktivācija lielā mērā ir atkarīga no metilētā astes atlikuma un tā metilēšanas spējas.

02. Attēls. Histona metilēšana

Histonu metilēšana tieši ietekmē gēnu transkripciju. Tam ir iespēja vai nu palielināt, vai samazināt procesu, kas ir atkarīgs no metilējamā histona olbaltumvielu aminoskābju veida un pievienoto metilgrupu skaita. Transkripcijas process ir uzlabots dažu metilēšanas reakciju dēļ, kas vājina saites, kas atrodas starp histona atlikumiem un DNS. Tas notiek tāpēc, ka ir iespējams atdalīt DNS procesu no nukleosomas, kas atvieglo mijiedarbību starp transkripcijas faktoriem, polimerāzēm un DNS. Šis process ir kritisks solis gēnu ekspresijas regulēšanā, un rezultāts ir dažādu gēnu ekspresija dažādās šūnās. Histona olbaltumvielu metilēšana notiek uz astes atlikumiem, visbiežāk uz H3 un H4 histonu atlikumu lizīna (K) atlikumiem, kā arī arginīna (R). Lizīns un arginīns ir aminoskābes. Histona metiltransferāze ir ferments, ko izmanto metilgrupu pārvietošanai uz lizīnu un arginīnu, H3 un H4 histona olbaltumvielu astes atlikumiem.

Kāda ir līdzība starp DNS un histona metilēšanu?

• Abos procesos pievieno metilgrupu.

Kāda ir atšķirība starp DNS un histonu metilēšanu?

DNS vs histona metilēšana
Metilgrupas pievienošana DNS molekulas citozīnu vai adenīna nukleotīdiem ir zināma kā DNS metilēšana.	Metilgrupu pārnešana uz histona olbaltumvielu aminoskābēm ir pazīstama kā histonu metilēšana.
Katalizators
Metilgrupas pievienošanu citozīna atlikumam katalizē DNS metiltransferāze.	Reakciju, kas metilgrupu pārnes uz histona olbaltumvielu aminoskābi, katalizē histona metiltransferāze.
Funkcija
Ja DNS metilācija notiek gēna promocijas reģionā, tā nomāc gēnu transkripciju un novērš gēnu ekspresiju.	Ja notiek histona metilēšana, tā veicina DNS atdalīšanos no iesaiņotās nukleosomas un atvieglo transkripcijas faktoru un polimerāžu mijiedarbību ar DNS un veicina gēnu transkripcijas procesu.

Kopsavilkums - DNS vs histona metilēšana

Metilēšana ir process, kurā metilgrupu pievieno molekulai, piemēram, DNS vai olbaltumvielām. Ģenētikas kontekstā DNS metilēšana un histonu metilēšana tieši ietekmē gēna transkripcijas regulēšanu un kontrolē šūnu gēnu ekspresiju. DNS metilēšanas un histona metilēšanas reakcijas attiecīgi katalizē DNS un histona metiltransferāze. Kad metilgrupa tiek pievienota DNS, to sauc par DNS metilēšanu un, kad metilgrupu pievieno histona olbaltumvielu aminoskābēm, to sauc par histona metilēšanu. Šī ir atšķirība starp DNS un histona metilēšanu.

Lejupielādējiet DNS un histonu metilēšanas PDF versiju

Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistes vajadzībām, kā norādīts citēšanas piezīmēs. Lūdzu, lejupielādējiet šeit PDF versiju. Starpība starp DNS un histona metilēšanu

Atsauces:

1. Roze, Natans R. un Roberts J. Klose. "Izpratne par saistību starp DNS metilēšanu un histona lizīna metilēšanu." Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier krogs. Co, 2014. gada decembris, pieejams šeit. Piekļuve 2017. gada 29. augustam
2. Kondo, Jutaka. “Epiģenētiska savstarpējā saruna starp DNS metilēšanu un histonu modifikācijām cilvēka vēža gadījumā.” Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 2009. gada 31. augusts, pieejams šeit. Piekļuve 2017. gada 29. augustam

Attēla pieklājība:

1. Mariusvaltera “DNS metilācija” - paša darbs (CC BY-SA 4.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. CNX OpenStax (CC BY 4.0) “Attēls 16 03 02”, izmantojot Commons Wikimedia