Rozdiel medzi metyláciou DNA a histónu

Kľúčový rozdiel - DNA verzus metylácia histónu
 

Metylácia je biologický proces, ktorým sa metylová skupina (CH₃) sa pridá k molekule a modifikuje sa na zvýšenie alebo potlačenie jej aktivity. V kontexte genetiky sa metylácia môže vyskytovať na dvoch úrovniach: metylácia DNA a metylácia histónu. Oba procesy priamo ovplyvňujú proces transkripcie génov a regulujú expresiu génov. Pri metylácii DNA sa metylová skupina pridáva buď k cytozínovému alebo adenínovému nukleotidu molekuly DNA, ktorý modifikuje dva nukleotidové zvyšky tak, aby potlačili funkciu génovej transkripcie a zabránili expresii génov. Pri metylácii histónu sa k aminokyselinám histónového proteínu pridá metylová skupina. Toto je hlavný rozdiel medzi metyláciou DNA a histónu.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to metylácia DNA
3. Čo je to metylácia histónu
4. Podobnosti medzi metyláciou DNA a histónu
5. Porovnanie bok po boku - DNA verzus metylácia histónu v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie

Čo je to metylácia DNA?

Epigenetický proces, ktorým sa metylové skupiny pridávajú k molekule DNA za účelom kontroly expresie génov, sa nazýva metylácia DNA. Metylácia DNA nemení sekvenciu DNA, ale ovplyvňuje aktivitu DNA. Tento proces je nevyhnutný pre normálny vývoj organizmu a je spojený s mnohými dôležitými procesmi tela, ktoré zahŕňajú zachovanie chromozómovej stability, embryonálny vývoj, karcinogenézu, starnutie, inaktiváciu x-chromozómov a potlačenie transponovateľných prvkov. Keď metylačný proces nastane v promótorovej oblasti génu, je zapojený do potlačenia génovej transkripcie. Molekula DNA pozostáva z kombinácie štyroch (04) nukleotidov: adenínu, guanínu, tymínu a cytozínu. Zo štyroch báz DNA možno adenín a cytozín metylovať. Počas DNA metylácie sa k 5 pridá metylová skupina^th uhlík cytozínového kruhu na premenu cytozínovej bázy na 5-metylcytozín. Tento proces modifikácie zvyškov cytozínu je katalyzovaný enzýmom známym ako DNA metyltransferáza. Modifikovaná cytozínová báza je prítomná vedľa guanínovej bázy. Preto sú v dvojzávitnicovej štruktúre DNA modifikované cytozínové bázy navzájom diagonálne prítomné na opačných reťazcoch DNA..

Obrázok 01: Metylácia DNA

Metylácia adenínu sa vyskytuje v rastlinách, baktériách a cicavcoch. Metylácia DNA rastlín a iných organizmov sa nachádza v troch rôznych sekvenčných kontextoch. Sú to CG, CHH a CHG, kde H znamená buď adenín, tymín alebo cytozín.

Čo je histónová metylácia?

Histón je proteín, ktorý tvorí nukleozóm, ktorý je štrukturálnou jednotkou eukaryotického chromozómu. Nukleozóm sa obalí okolo dvojitej špirály DNA, čo vedie k tvorbe chromozómov. Metylácia histónu je proces, ktorý prenáša metylové skupiny na aminokyseliny histónového proteínu. DNA sa navíja okolo dvoch súborov identických histónových proteínov označovaných ako proteínový oktamér. Štyri typy histónových proteínov (každé dve kópie) zapojené do tejto formácie sú H2A, H2b, H3 a H4. Tieto štyri typy histónových proteínov pozostávajú z predĺženia chvosta. Tieto predĺženia chvostov pôsobia ako ciele modifikácie nukleozómov metyláciou. Aktivácia a inaktivácia DNA do značnej miery závisí od zvyšku, ktorý je metylovaný, a od jeho kapacity metylácie.

Obrázok 02: Metylácia histónu

Metylácia histónov priamo ovplyvňuje transkripciu génov. Má schopnosť buď zvýšiť alebo znížiť postup, ktorý závisí od typu aminokyselín v histónovom proteíne, ktorý sa má metylovať, a od počtu pripojených metylových skupín. Proces transkripcie je zlepšený v dôsledku niektorých metylačných reakcií, ktoré oslabujú väzby prítomné medzi histónovými zvyškami a DNA. K tomu dochádza v dôsledku umožnenia procesu odvíjania DNA z nukleozómu, ktorý uľahčuje interakciu medzi transkripčnými faktormi, polymerázami a DNA. Tento proces je kritickým krokom v regulácii génovej expresie a vedie k expresii rôznych génov rôznymi bunkami. Metylácia histónových proteínov sa vyskytuje na zvyškoch zvyškov, najčastejšie na zvyškoch lyzínu (K) histónových zvyškov H3 a H4 a tiež na arginíne (R). Lyzín a arginín sú aminokyseliny. Histón metyltransferáza je enzým, ktorý sa používa na prenos metylových skupín na lyzín a arginín, zvyšky zvyškov histónových proteínov H3 a H4..

Aká je podobnosť medzi metyláciou DNA a histónu?

• V obidvoch procesoch sa pridávajú metylové skupiny.

Aký je rozdiel medzi metyláciou DNA a histónu?

DNA verzus metylácia histónu
Pridanie metylovej skupiny k cytozínovým alebo adenínovým nukleotidom molekuly DNA je známe ako metylácia DNA.	Transfer metylových skupín na aminokyseliny histónových proteínov je známy ako metylácia histónov.
katalyzátor
Pridanie metylovej skupiny k cytozínovému zvyšku je katalyzované DNA metyltransferázou.	Reakcia, ktorá prenáša metylové skupiny na aminokyselinu histónového proteínu, je katalyzovaná histón-metyltransferázou.
funkcie
Ak sa metylácia DNA vyskytuje v promótorovej oblasti génu, potláča transkripciu génov a zabraňuje expresii génov.	Ak dôjde k metylácii histónu, podporuje odvíjanie DNA z obaleného nukleozómu a uľahčuje interakciu transkripčných faktorov a polymeráz s DNA a zvyšuje proces transkripcie génov..

Zhrnutie - DNA verzus metylácia histónu

Metylácia je proces, ktorým sa metylová skupina pridáva k molekule, ako je DNA alebo proteín. V kontexte genetiky metylácia DNA a metylácia histónu priamo ovplyvňujú reguláciu transkripcie génu a regulujú génovú expresiu buniek. Reakcie metylácie DNA a metylácie histónu sú katalyzované DNA a histónovou metyltransferázou. Keď je metylová skupina pridaná k DNA, je známa ako metylácia DNA a keď je metylová skupina pridaná k aminokyselinám histónového proteínu, je známa ako metylácia histónu. Toto je rozdiel medzi metyláciou DNA a histónu.

Stiahnite si PDF verziu DNA a histón metylácie

Môžete si stiahnuť verziu tohto článku PDF a použiť ju na účely offline podľa citačných poznámok. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi DNA a histónovou metyláciou

Referencie:

1. Rose, Nathan R. a Robert J. Klose. „Pochopenie vzťahu medzi metyláciou DNA a metyláciou histónového lyzínu.“ Biochimica a Biophysica Acta, Elsevier Pub. Co, december 2014, k dispozícii tu. Prístup k 29. augustu 2017
2. Kondo, Yutaka. „Epigenetický krížový rozhovor medzi metyláciou DNA a histónovými zmenami pri rakovine ľudí.“ Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31. augusta 2009, k dispozícii tu. Prístup k 29. augustu 2017

S láskavým dovolením:

1. „Metylácia DNA“ Autor: Mariuswalter - Vlastné dielo (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. „Obrázok 16 03 02“ od CNX OpenStax (CC BY 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia