Βασική διαφορά – DNA έναντι μεθυλίωσης ιστόνης
Μεθυλίωση είναι βιολογική διαδικασία με την οποία μια μεθυλ ομάδα (CH3) προστίθεται σε ένα μόριο και τροποποιείται για να ενισχύσει ή να καταστείλει τη δραστηριότητά του. Στο πλαίσιο της γενετικής, η μεθυλίωση μπορεί να συμβεί σε δύο επίπεδα: μεθυλίωση DNA και μεθυλίωση ιστόνης. Και οι δύο διαδικασίες επηρεάζουν άμεσα τη διαδικασία μεταγραφής των γονιδίων και ελέγχουν την έκφραση των γονιδίων. Στη μεθυλίωση του DNA, μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται είτε στο νουκλεοτίδιο κυτοσίνης ή αδενίνης του μορίου DNA, το οποίο τροποποιεί τα δύο υπολείμματα νουκλεοτιδίων για να καταστέλλει τη λειτουργία της γονιδιακής μεταγραφής και να εμποδίζει την έκφραση των γονιδίων. Στη μεθυλίωση ιστόνης, μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται στα αμινοξέα της πρωτεΐνης ιστόνης. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του DNA και της μεθυλίωσης ιστόνης.
Τι είναι η μεθυλίωση DNA;
Η επιγενετική διαδικασία με την οποία προστίθενται ομάδες μεθυλίου σε ένα μόριο DNA προκειμένου να ελεγχθεί η έκφραση των γονιδίων είναι γνωστή ως μεθυλίωση DNA. Η μεθυλίωση του DNA δεν αλλάζει την αλληλουχία του DNA αλλά επηρεάζει τη δραστηριότητα του DNA. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για τη φυσιολογική ανάπτυξη ενός οργανισμού και συνδέεται με πολλές σημαντικές διεργασίες του σώματος που περιλαμβάνουν τη διατήρηση της σταθερότητας των χρωμοσωμάτων, την εμβρυϊκή ανάπτυξη, την καρκινογένεση, τη γήρανση, την αδρανοποίηση των χρωμοσωμάτων x και την καταστολή των μεταφερόμενων στοιχείων. Όταν η διαδικασία μεθυλίωσης συμβαίνει σε μια περιοχή προαγωγέα ενός γονιδίου, εμπλέκεται στην καταστολή της γονιδιακής μεταγραφής. Ένα μόριο DNA αποτελείται από έναν συνδυασμό τεσσάρων (04) νουκλεοτιδίων: αδενίνη, γουανίνη, θυμίνη και κυτοσίνη. Από τις τέσσερις βάσεις του DNA, η αδενίνη και η κυτοσίνη μπορούν να μεθυλιωθούν. Κατά τη διάρκεια της μεθυλίωσης του DNA, μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται στον άνθρακα 5ο του δακτυλίου κυτοσίνης για να μετατραπεί η βάση κυτοσίνης σε 5-μεθυλκυτοσίνη. Αυτή η διαδικασία τροποποίησης υπολειμμάτων κυτοσίνης καταλύεται από ένα ένζυμο γνωστό ως μεθυλοτρανσφεράση DNA. Μια τροποποιημένη βάση κυτοσίνης υπάρχει δίπλα σε μια βάση γουανίνης. Επομένως, στη διπλή ελικοειδή δομή του DNA, οι τροποποιημένες βάσεις κυτοσίνης υπάρχουν διαγώνια μεταξύ τους σε αντίθετους κλώνους DNA.
Εικόνα 01: Μεθυλίωση DNA
Η μεθυλίωση της αδενίνης είναι διαδικασία που βρίσκεται σε φυτά, βακτήρια και θηλαστικά. Η μεθυλίωση του DNA των φυτών και άλλων οργανισμών βρίσκεται σε τρία διαφορετικά πλαίσια αλληλουχίας. Είναι CG, CHH και CHG, όπου το H αναφέρεται είτε σε αδενίνη, θυμίνη ή κυτοσίνη.
Τι είναι η μεθυλίωση ιστόνης;
Η ιστόνη είναι μια πρωτεΐνη που συνθέτει το νουκλεόσωμα, το οποίο είναι η δομική μονάδα του ευκαρυωτικού χρωμοσώματος. Το νουκλεόσωμα τυλίγεται γύρω από τη διπλή έλικα του DNA που έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό χρωμοσωμάτων. Η μεθυλίωση ιστόνης είναι μια διαδικασία που μεταφέρει ομάδες μεθυλίου στα αμινοξέα της πρωτεΐνης ιστόνης. Το DNA τυλίγεται γύρω από δύο σετ πανομοιότυπων πρωτεϊνών ιστόνης που αναφέρονται ως πρωτεϊνικό οκταμερές. Οι τέσσερις τύποι πρωτεϊνών ιστόνης (δύο αντίγραφα το καθένα) που εμπλέκονται σε αυτόν τον σχηματισμό είναι H2A, H2b, H3 και H4. Αυτοί οι τέσσερις τύποι πρωτεϊνών ιστόνης αποτελούνται από μια επέκταση ουράς. Αυτές οι προεκτάσεις της ουράς λειτουργούν ως στόχοι τροποποίησης νουκλεοσώματος με μεθυλίωση. Η ενεργοποίηση και η απενεργοποίηση του DNA εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το υπόλειμμα της ουράς που μεθυλιώνεται και την ικανότητά του να μεθυλιώνεται.
Εικόνα 02: Μεθυλίωση ιστόνης
Η μεθυλίωση των ιστονών επηρεάζει άμεσα τη μεταγραφή των γονιδίων. Έχει την ικανότητα είτε να αυξάνει είτε να μειώνει τη διαδικασία, η οποία εξαρτάται από τον τύπο των αμινοξέων στην πρωτεΐνη ιστόνης που πρόκειται να μεθυλιωθεί και από τον αριθμό των μεθυλομάδων που συνδέονται. Η διαδικασία μεταγραφής ενισχύεται λόγω ορισμένων αντιδράσεων μεθυλίωσης που αποδυναμώνουν τους δεσμούς που υπάρχουν μεταξύ των ουρών ιστόνης και του DNA. Αυτό συμβαίνει λόγω της ενεργοποίησης της διαδικασίας ξετυλίγματος του DNA από το νουκλεόσωμα που διευκολύνει την αλληλεπίδραση μεταξύ των παραγόντων μεταγραφής, των πολυμερασών και του DNA. Αυτή η διαδικασία είναι ένα κρίσιμο βήμα στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και έχει ως αποτέλεσμα την έκφραση διαφορετικών γονιδίων από διαφορετικά κύτταρα. Η μεθυλίωση των πρωτεϊνών ιστόνης συμβαίνει στα υπολείμματα της ουράς, συνηθέστερα στα υπολείμματα λυσίνης (Κ) των ουρών ιστόνης των Η3 και Η4 καθώς και στην αργινίνη (R). Η λυσίνη και η αργινίνη είναι αμινοξέα. Η μεθυλοτρανσφεράση ιστόνης είναι ένα ένζυμο που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά μεθυλομάδων στη λυσίνη και την αργινίνη, τα υπολείμματα της ουράς των πρωτεϊνών ιστόνης Η3 και Η4.
Ποια είναι η ομοιότητα μεταξύ DNA και μεθυλίωσης ιστόνης;
Και στις δύο διαδικασίες προστίθενται ομάδες μεθυλίου
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ DNA και μεθυλίωσης ιστόνης;
DNA vs Μεθυλίωση ιστόνης |
|
| Η προσθήκη μιας μεθυλικής ομάδας σε νουκλεοτίδια κυτοσίνης ή αδενίνης ενός μορίου DNA είναι γνωστή ως μεθυλίωση DNA. | Η μεταφορά ομάδων μεθυλίου στα αμινοξέα των πρωτεϊνών ιστόνης είναι γνωστή ως μεθυλίωση ιστόνης. |
| Catalyst | |
| Η προσθήκη της ομάδας μεθυλίου στο υπόλειμμα κυτοσίνης καταλύεται από τη μεθυλτρανσφεράση DNA. | Η αντίδραση που μεταφέρει ομάδες μεθυλίου στο αμινοξύ της πρωτεΐνης ιστόνης καταλύεται από τη μεθυλοτρανσφεράση ιστόνης. |
| Συνάρτηση | |
| Εάν συμβεί μεθυλίωση του DNA στην περιοχή προαγωγέα ενός γονιδίου, καταστέλλει τη μεταγραφή των γονιδίων και αποτρέπει την έκφραση γονιδίων. | Εάν συμβεί μεθυλίωση ιστόνης, προωθεί το ξετύλιγμα του DNA από το τυλιγμένο νουκλεόσωμα και διευκολύνει την αλληλεπίδραση παραγόντων μεταγραφής και πολυμερασών με το DNA και ενισχύει τη διαδικασία γονιδιακής μεταγραφής. |
Σύνοψη – DNA εναντίον μεθυλίωσης ιστόνης
Μεθυλίωση είναι μια διαδικασία με την οποία μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται σε ένα μόριο όπως το DNA ή η πρωτεΐνη. Στο πλαίσιο της γενετικής, η μεθυλίωση του DNA και η μεθυλίωση ιστόνης επηρεάζουν άμεσα τη ρύθμιση της μεταγραφής ενός γονιδίου και ελέγχουν τη γονιδιακή έκφραση των κυττάρων. Οι αντιδράσεις της μεθυλίωσης του DNA και της μεθυλίωσης ιστόνης καταλύονται από το DNA και τη μεθυλτρανσφεράση ιστόνης, αντίστοιχα. Όταν μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται στο DNA, είναι γνωστή ως μεθυλίωση DNA και όταν μια ομάδα μεθυλίου προστίθεται στα αμινοξέα της πρωτεΐνης ιστόνης, είναι γνωστή ως μεθυλίωση ιστόνης. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ του DNA και της μεθυλίωσης ιστόνης.
Λήψη έκδοσης PDF του DNA και μεθυλίωσης ιστόνης
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τις σημειώσεις παραπομπών. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ DNA και μεθυλίωσης ιστόνης
