Galvenā atšķirība - DNS un histona metilēšana
Metilēšana ir bioloģisks process, kurā metilgrupa (CH3) tiek pievienota molekulai un modificēta, lai pastiprinātu vai nomāktu tās aktivitāti. Ģenētikas kontekstā metilēšana var notikt divos līmeņos: DNS metilēšana un histona metilēšana. Abi procesi tieši ietekmē gēnu transkripcijas procesu un kontrolē gēnu ekspresiju. DNS metilēšanā DNS molekulas citozīna vai adenīna nukleotīdam pievieno metilgrupu, kas modificē divus nukleotīdu atlikumus, lai apspiestu gēnu transkripcijas funkciju un novērstu gēnu ekspresiju. Histona metilēšanā histona proteīna aminoskābēm tiek pievienota metilgrupa. Šī ir galvenā atšķirība starp DNS un histona metilēšanu.
Kas ir DNS metilēšana?
Epiģenētiskais process, kurā metilgrupas pievieno DNS molekulai, lai kontrolētu gēnu ekspresiju, ir pazīstams kā DNS metilēšana. DNS metilēšana nemaina DNS secību, bet ietekmē DNS aktivitāti. Šis process ir nepieciešams normālai organisma attīstībai un ir saistīts ar daudziem svarīgiem ķermeņa procesiem, kas ietver hromosomu stabilitātes saglabāšanu, embrionālo attīstību, kanceroģenēzi, novecošanos, x-hromosomu inaktivāciju un transponējamo elementu apspiešanu. Ja metilēšanas process notiek gēna promotora reģionā, tas ir iesaistīts gēnu transkripcijas apspiešanā. DNS molekula sastāv no četru (04) nukleotīdu kombinācijas: adenīna, guanīna, timīna un citozīna. No četrām DNS bāzēm var metilēt adenīnu un citozīnu. DNS metilēšanas laikā citozīna gredzena 5th ogleklim pievieno metilgrupu, lai pārvērstu citozīna bāzi par 5-metilcitozīnu. Šo citozīna atlieku modifikācijas procesu katalizē enzīms, kas pazīstams kā DNS metiltransferāze. Modificēta citozīna bāze atrodas blakus guanīna bāzei. Tāpēc DNS dubultā spirālveida struktūrā modificētās citozīna bāzes atrodas pa diagonāli viena otrai pretējās DNS virknēs.
Attēls 01: DNS metilēšana
Adenīna metilēšana ir process, kas atrodams augos, baktērijās un zīdītājiem. Augu un citu organismu DNS metilēšana ir atrodama trīs dažādos secību kontekstos. Tie ir CG, CHH un CHG, kur H attiecas uz adenīnu, timīnu vai citozīnu.
Kas ir histona metilēšana?
Histone ir proteīns, kas veido nukleozomu, kas ir eikariotu hromosomas struktūrvienība. Nukleosoma aptin ap DNS dubulto spirāli, kā rezultātā veidojas hromosomas. Histona metilēšana ir process, kurā metilgrupas tiek pārnestas uz histona proteīna aminoskābēm. DNS ir apvilkta ap divām identiskām histona proteīnu kopām, ko dēvē par proteīna oktameru. Šajā veidošanā iesaistītie četri histona proteīnu veidi (katra divas kopijas) ir H2A, H2b, H3 un H4. Šie četri histona proteīnu veidi sastāv no astes pagarinājuma. Šie astes pagarinājumi darbojas kā nukleosomu modifikācijas mērķi ar metilēšanu. DNS aktivācija un inaktivācija lielā mērā ir atkarīga no metilētā astes atlikuma un tā metilēšanas spējas.
Attēls 02: Histona metilēšana
Histonu metilēšana tieši ietekmē gēnu transkripciju. Tam ir iespēja vai nu palielināt, vai samazināt procesu, kas ir atkarīgs no metilējamā histona proteīna aminoskābju veida un piesaistīto metilgrupu skaita. Transkripcijas process ir uzlabots dažu metilēšanas reakciju dēļ, kas vājina saites starp histona astēm un DNS. Tas notiek tāpēc, ka tiek iespējots DNS attīšanas process no nukleosomas, kas atvieglo mijiedarbību starp transkripcijas faktoriem, polimerāzēm un DNS. Šis process ir kritisks solis gēnu ekspresijas regulēšanā, un tas izraisa dažādu gēnu ekspresiju dažādās šūnās. Histona proteīnu metilēšana notiek uz astes atliekām, visbiežāk uz H3 un H4 histona astes lizīna (K) atliekām, kā arī uz arginīna (R). Lizīns un arginīns ir aminoskābes. Histona metiltransferāze ir enzīms, ko izmanto, lai pārnestu metilgrupas uz lizīnu un arginīnu, kas ir H3 un H4 histona proteīnu astes atlikumi.
Kāda ir līdzība starp DNS un histonu metilēšanu?
Abos procesos tiek pievienotas metilgrupas
Kāda ir atšķirība starp DNS un histonu metilēšanu?
DNS pret histonu metilēšanu |
|
| Metilgrupas pievienošana DNS molekulas citozīna vai adenīna nukleotīdiem ir pazīstama kā DNS metilēšana. | Metilgrupu pārnešana uz histona proteīnu aminoskābēm ir pazīstama kā histona metilēšana. |
| Katalizators | |
| Metilgrupas pievienošanu citozīna atlikumam katalizē DNS metiltransferāze. | Reakciju, kas pārnes metilgrupas uz histona proteīna aminoskābēm, katalizē histona metiltransferāze. |
| Funkcija | |
| Ja DNS metilēšana notiek gēna promotora reģionā, tā nomāc gēnu transkripciju un novērš gēnu ekspresiju. | Ja notiek histona metilēšana, tā veicina DNS attīšanu no iesaiņotās nukleosomas un atvieglo transkripcijas faktoru un polimerāžu mijiedarbību ar DNS un uzlabo gēnu transkripcijas procesu. |
Kopsavilkums - DNS pret histonu metilēšanu
Metilēšana ir process, kurā metilgrupa tiek pievienota molekulai, piemēram, DNS vai proteīnam. Ģenētikas kontekstā DNS metilēšana un histona metilēšana tieši ietekmē gēna transkripcijas regulēšanu un kontrolē šūnu gēnu ekspresiju. DNS metilēšanas un histona metilēšanas reakcijas katalizē attiecīgi DNS un histona metiltransferāze. Ja DNS pievieno metilgrupu, to sauc par DNS metilēšanu, un, ja metilgrupu pievieno histona proteīna aminoskābēm, to sauc par histona metilēšanu. Šī ir atšķirība starp DNS un histona metilēšanu.
Lejupielādēt DNS un histonu metilēšanas PDF versiju
Varat lejupielādēt šī raksta PDF versiju un izmantot to bezsaistē, kā norādīts citēšanas piezīmēs. Lūdzu, lejupielādējiet PDF versiju šeit Atšķirība starp DNS un histona metilēšanu
