Kluczowa różnica - metylacja DNA a histon
Metylacja jest procesem biologicznym, w którym grupa metylowa (CH 3) wprowadza się do cząsteczki i modyfikowane w celu zwiększenia ich aktywności lub stłumić. W kontekście genetyki metylacja może zachodzić na dwóch poziomach: metylacji DNA i metylacji histonów. Oba procesy bezpośrednio wpływają na proces transkrypcji genów i kontrolują ekspresję genów. W przypadku metylacji DNA, grupa metylowa jest dodawana do nukleotydu cytozyny lub adeniny cząsteczki DNA, co modyfikuje dwie reszty nukleotydowe w celu tłumienia funkcji transkrypcji genów i zapobiegania ekspresji genów. W przypadku metylacji histonów do aminokwasów białka histonowego dodaje się grupę metylową. To jest kluczowa różnica między metylacją DNA i histonów.
ZAWARTOŚĆ
1. Omówienie i kluczowe różnice
2. Czym jest metylacja DNA
3. Co to jest metylacja histonów
4. Podobieństwa między metylacją DNA i histonów
5. Porównanie obok siebie - metylacja DNA i histonów w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest metylacja DNA?
Proces epigenetyczny, w którym grupy metylowe są dodawane do cząsteczki DNA w celu kontrolowania ekspresji genów, jest znany jako metylacja DNA. Metylacja DNA nie zmienia sekwencji DNA, ale wpływa na aktywność DNA. Proces ten jest niezbędny do prawidłowego rozwoju organizmu i jest powiązany z wieloma ważnymi procesami zachodzącymi w organizmie, które obejmują zachowanie stabilności chromosomów, rozwój embrionalny, karcynogenezę, starzenie się, inaktywację chromosomu x i represję elementów transpozycyjnych. Kiedy proces metylacji zachodzi w regionie promotorowym genu, bierze udział w represji transkrypcji genu. Cząsteczka DNA składa się z kombinacji czterech (04) nukleotydów: adeniny, guaniny, tyminy i cytozyny. Spośród czterech zasad DNA metylować można adeninę i cytozynę. Podczas metylacji DNAgrupa metylowa jest dodana do 5p węgla pierścienia cytozynowa do konwersji podstawy cytozyny do 5-metylocytozyny. Ten proces modyfikacji reszt cytozyny jest katalizowany przez enzym znany jako metylotransferaza DNA. Zmodyfikowana zasada cytozynowa jest obecna obok zasady guaniny. Dlatego w podwójnej helikalnej strukturze DNA zmodyfikowane zasady cytozyny są obecne ukośnie względem siebie na przeciwnych niciach DNA.
Rysunek 01: Metylacja DNA
Metylacja adeniny zachodzi w roślinach, bakteriach i ssakach. Metylacja DNA roślin i innych organizmów występuje w trzech różnych kontekstach sekwencji. Są to CG, CHH i CHG, gdzie H oznacza adeninę, tyminę lub cytozynę.
Co to jest metylacja histonów?
Histon to białko, które tworzy nukleosom, który jest jednostką strukturalną chromosomu eukariotycznego. Nukleosom otacza podwójną helisę DNA, co skutkuje utworzeniem chromosomów. Metylacja histonów to proces, który przenosi grupy metylowe na aminokwasy białka histonowego. DNA jest owinięte wokół dwóch zestawów identycznych białek histonowych określanych jako oktamer białka. Cztery typy białek histonowych (po dwie kopie każda) biorące udział w tej formacji to H2A, H2b, H3 i H4. Te cztery typy białek histonowych składają się z przedłużenia ogona. Te przedłużenia ogona działają jako cele modyfikacji nukleosomu przez metylację. Aktywacja i inaktywacja DNA zależy w dużej mierze od metylowanej reszty ogona i jej zdolności do metylacji.
Rysunek 02: Metylacja histonów
Metylacja histonów wpływa bezpośrednio na transkrypcję genów. Ma zdolność do zwiększania lub zmniejszania tego procesu, co zależy od rodzaju aminokwasów w białku histonowym, które ma być metylowane oraz od liczby przyłączonych grup metylowych. Proces transkrypcji jest wzmocniony z powodu pewnych reakcji metylacji, które osłabiają wiązania obecne między ogonami histonów a DNA. Dzieje się tak dzięki umożliwieniu procesu rozwijania DNA z nukleosomu, co ułatwia interakcję między czynnikami transkrypcyjnymi, polimerazami i DNA. Proces ten jest krytycznym krokiem w regulacji ekspresji genów i skutkuje ekspresją różnych genów przez różne komórki. Metylacja białek histonów zachodzi na resztach ogona,najczęściej na resztach lizyny (K) ogonów histonów H3 i H4, a także na argininie (R). Lizyna i arginina to aminokwasy. Metylotransferaza histonowa jest enzymem wykorzystywanym do przenoszenia grup metylowych do lizyny i argininy, reszt ogonowych białek histonów H3 i H4.
Jakie jest podobieństwo między metylacją DNA i histonów?
W obu procesach dodaje się grupy metylowe
Jaka jest różnica między metylacją DNA a histonami?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
DNA a metylacja histonów |
|
| Dodanie grupy metylowej do nukleotydów cytozyny lub adeniny w cząsteczce DNA jest znane jako metylacja DNA. | Przeniesienie grup metylowych do aminokwasów białek histonów jest znane jako metylacja histonów. |
| Katalizator | |
| Dodanie grupy metylowej do reszty cytozyny jest katalizowane przez metylotransferazę DNA. | Reakcja przenosząca grupy metylowe na aminokwas białka histonowego jest katalizowana przez metylotransferazę histonową. |
| Funkcjonować | |
| Jeśli metylacja DNA zachodzi w regionie promotorowym genu, hamuje transkrypcję genów i zapobiega ekspresji genów. | Jeśli zachodzi metylacja histonów, sprzyja ona rozwijaniu się DNA z owiniętego nukleosomu i ułatwia interakcję czynników transkrypcyjnych i polimeraz z DNA oraz wzmacnia proces transkrypcji genów. |
Podsumowanie - DNA a metylacja histonów
Metylacja to proces, w którym grupa metylowa jest dodawana do cząsteczki, takiej jak DNA lub białko. W kontekście genetyki metylacja DNA i metylacja histonów bezpośrednio wpływają na regulację transkrypcji genu i kontrolują ekspresję genów w komórkach. Reakcje metylacji DNA i metylacji histonów są katalizowane odpowiednio przez metylotransferazę DNA i histonową. Kiedy grupa metylowa jest dodawana do DNA, nazywa się to metylacją DNA, a kiedy grupa metylowa jest dodawana do aminokwasów białka histonowego, nazywa się to metylacją histonów. To jest różnica między metylacją DNA i histonów.
Pobierz wersję PDF DNA i metylacji histonów
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej w trybie offline, zgodnie z notami cytowania. Proszę pobrać wersję PDF tutaj. Różnica między metylacją DNA i histonów
