Avainero – DNA vs histonimetylaatio
Metylaatio on biologinen prosessi, jossa metyyliryhmä (CH3) lisätään molekyyliin ja modifioidaan tehostamaan tai tukahduttamaan sen aktiivisuutta. Genetiikan yhteydessä metylaatio voi tapahtua kahdella tasolla: DNA-metylaatio ja histonimetylaatio. Molemmat prosessit vaikuttavat suoraan geenien transkriptioprosessiin ja säätelevät geenien ilmentymistä. DNA-metylaatiossa DNA-molekyylin sytosiini- tai adeniininukleotidiin lisätään metyyliryhmä, joka modifioi kahta nukleotiditähdettä geenin transkription toiminnan tukahduttamiseksi ja geenien ilmentymisen estämiseksi. Histonimetylaatiossa histoniproteiinin aminohappoihin lisätään metyyliryhmä. Tämä on avainero DNA:n ja histonien metylaation välillä.
Mitä DNA-metylaatio on?
Epigeneettinen prosessi, jolla metyyliryhmiä lisätään DNA-molekyyliin geenien ilmentymisen säätelemiseksi, tunnetaan DNA-metylaationa. DNA:n metylaatio ei muuta DNA:n sekvenssiä, mutta vaikuttaa DNA:n aktiivisuuteen. Tämä prosessi on välttämätön organismin normaalille kehitykselle, ja se liittyy moniin tärkeisiin kehon prosesseihin, joita ovat kromosomien stabiilisuuden säilyttäminen, alkion kehitys, karsinogeneesi, ikääntyminen, x-kromosomien inaktivoituminen ja transposoituvien elementtien tukahduttaminen. Kun metylaatioprosessi tapahtuu geenin promoottorialueella, se osallistuu geenin transkription tukahduttamiseen. DNA-molekyyli koostuu neljän (04) nukleotidin yhdistelmästä: adeniini, guaniini, tymiini ja sytosiini. DNA:n neljästä emäksestä adeniini ja sytosiini voidaan metyloida. DNA:n metylaation aikana sytosiinirenkaan 5th hiileen lisätään metyyliryhmä sytosiiniemäksen muuntamiseksi 5-metyylisytosiiniksi. Tätä sytosiinitähteen modifiointiprosessia katalysoi entsyymi, joka tunnetaan nimellä DNA-metyylitransferaasi. Muokattu sytosiiniemäs on läsnä guaniiniemäksen vieressä. Siksi DNA:n kaksoiskierteisessä rakenteessa modifioidut sytosiiniemäkset ovat diagonaalisesti toisiaan vastaan vastakkaisissa DNA-säikeissä.
Kuva 01: DNA:n metylaatio
Adeniinin metylaatio on prosessi, jota esiintyy kasveissa, bakteereissa ja nisäkkäissä. Kasvien ja muiden organismien DNA-metylaatio löytyy kolmesta eri sekvenssikontekstista. Ne ovat CG, CHH ja CHG, joissa H viittaa joko adeniiniin, tymiiniin tai sytosiiniin.
Mitä histonimetylaatio on?
Histone on proteiini, joka muodostaa nukleosomin, joka on eukaryoottikromosomin rakenneyksikkö. Nukleosomi kietoutuu DNA:n kaksoiskierteen ympärille, mikä johtaa kromosomien muodostumiseen. Histonin metylaatio on prosessi, joka siirtää metyyliryhmiä histoniproteiinin aminohappoihin. DNA on kääritty kahden identtisen histoniproteiinisarjan ympärille, joita kutsutaan proteiinioktameeriksi. Tähän muodostumiseen osallistuvat neljä histoniproteiinityyppiä (kukin kaksi kopiota) ovat H2A, H2b, H3 ja H4. Nämä neljä histoniproteiinityyppiä koostuvat hännänjatkeesta. Nämä hännänpidennykset toimivat metylaatiolla tapahtuvan nukleosomimodifioinnin kohteina. DNA:n aktivaatio ja inaktivoituminen riippuvat suuresti metyloituneesta hännän jäännöksestä ja sen metylaatiokyvystä.
Kuva 02: Histonimetylaatio
Histonien metylaatio vaikuttaa suoraan geenien transkriptioon. Sillä on kyky joko lisätä tai vähentää prosessia, mikä riippuu metyloitavan histoniproteiinin aminohappojen tyypistä ja kiinnittyneiden metyyliryhmien lukumäärästä. Transkriptioprosessi tehostuu joidenkin metylaatioreaktioiden vuoksi, jotka heikentävät histonin pyrstöjen ja DNA:n välisiä sidoksia. Tämä johtuu siitä, että DNA:n irrotusprosessi on mahdollista nukleosomista, mikä helpottaa transkriptiotekijöiden, polymeraasien ja DNA:n välistä vuorovaikutusta. Tämä prosessi on kriittinen vaihe geeniekspression säätelyssä ja johtaa eri geenien ilmentymiseen eri soluissa. Histoniproteiinien metylaatiota tapahtuu häntätähteissä, yleisimmin H3:n ja H4:n histonipyrstöjen lysiini (K) -tähteissä ja myös arginiinissa (R). Lysiini ja arginiini ovat aminohappoja. Histonimetyylitransferaasi on entsyymi, jota käytetään siirtämään metyyliryhmiä lysiiniin ja arginiiniin, H3- ja H4-histoniproteiinien häntätähteisiin.
Mikä on samank altaisuus DNA:n ja histonimetylaation välillä?
Molemmissa prosesseissa metyyliryhmiä lisätään
Mitä eroa on DNA:n ja histonimetylaation välillä?
DNA vs histonimetylaatio |
|
| Metyyliryhmän lisääminen DNA-molekyylin sytosiini- tai adeniininukleotideihin tunnetaan DNA-metylaationa. | Metyyliryhmien siirtyminen histoniproteiinien aminohappoihin tunnetaan histonimetylaationa. |
| Catalyst | |
| Metyyliryhmän lisäämistä sytosiinitähteeseen katalysoi DNA-metyylitransferaasi. | Histonimetyylitransferaasi katalysoi reaktiota, joka siirtää metyyliryhmiä histoniproteiinin aminohappoon. |
| Toiminto | |
| Jos DNA:n metylaatio tapahtuu geenin promoottorialueella, se estää geenien transkription ja estää geenien ilmentymisen. | Jos histonin metylaatiota tapahtuu, se edistää DNA:n irtoamista kääretystä nukleosomista ja helpottaa transkriptiotekijöiden ja polymeraasien vuorovaikutusta DNA:n kanssa ja tehostaa geenin transkriptioprosessia. |
Yhteenveto – DNA vs histonimetylaatio
Metylointi on prosessi, jolla metyyliryhmä lisätään molekyyliin, kuten DNA:han tai proteiiniin. Genetiikan yhteydessä DNA-metylaatio ja histonimetylaatio vaikuttavat suoraan geenin transkription säätelyyn ja säätelevät solujen geeniekspressiota. DNA:n metylaation ja histonin metylaation reaktioita katalysoi DNA ja histonimetyylitransferaasi, vastaavasti. Kun metyyliryhmä lisätään DNA:han, sitä kutsutaan DNA-metylaatioksi ja kun metyyliryhmä lisätään histoniproteiinin aminohappoihin, sitä kutsutaan histonimetylaatioksi. Tämä on ero DNA:n ja histonin metylaation välillä.
Lataa PDF-versio DNA- ja histonimetylaatiosta
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä DNA:n ja histonimetyloinnin ero
