Ero DNA n ja histonimetyloinnin välillä

Avainero - DNA vs. histonimetylointi
 

Metylointi on biologinen menetelmä, jolla metyyliryhmä (CH₃) lisätään molekyyliin ja modifioidaan sen aktiivisuuden lisäämiseksi tai vähentämiseksi. Genetiikan yhteydessä metylaatio voi tapahtua kahdella tasolla: DNA-metylaatio ja histonimetylointi. Molemmat prosessit vaikuttavat suoraan geenien transkriptioprosessiin ja säätelevät geenien ilmentymistä. DNA-metylaatiossa metyyliryhmä lisätään joko DNA-molekyylin sytosiini- tai adeniininukleotidiin, joka modifioi kahta nukleotiditähdettä tukahduttamaan geenitranskription toiminta ja estämään geenien ilmentymisen. Histonimetyloinnissa metyyliryhmä lisätään histoniproteiinin aminohapoihin. Tämä on avainero DNA: n ja histonimetyloinnin välillä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on DNA-metylaatio
3. Mikä on histonimetylointi
4. DNA: n ja histonimetyloinnin samankaltaisuudet
5. Vertailu rinnakkain - DNA vs. histonimetylaatio taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mikä on DNA-metylaatio?

Epigeneettinen prosessi, jolla metyyliryhmät lisätään DNA-molekyyliin geenien ilmentymisen kontrolloimiseksi, tunnetaan nimellä DNA-metylaatio. DNA-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, joihin kuuluvat kromosomien stabiilisuuden säilyttäminen, alkion kehitys, karsinogeneesi, ikääntyminen, x-kromosomien inaktivointi ja siirrettävien 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-metyloinnin aikana metyyliryhmä lisätään 5: ään^th sytosiinirenkaan hiili konvertoida sytosiiniemäs 5-metyylisytosiiniksi. Tätä sytosiinitähteiden modifikaatioprosessia katalysoi entsyymi, joka tunnetaan nimellä DNA-metyylitransferaasi. Modifioitua sytosiiniemästä on läsnä guaniiniemäksen vieressä. Siksi DNA: n kaksoiskierukkarakenteessa modifioituja sytosiiniemäksiä esiintyy diagonaalisesti toisiinsa vastakkaisilla DNA-juosteilla.

Kuvio 01: DNA-metylointi

Adeniinimetylointi tapahtuu 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, tymiiniiniin tai sytosiiniin.

Mikä on histonimetylointi?

Histoni on proteiini, joka muodostaa nukleosomin, joka on eukaryoottisen kromosomin rakenneyksikkö. Nukleosomi kietoutuu DNA-kaksoiskierreen ympärille, mikä johtaa kromosomien muodostumiseen. Histonimetylointi on prosessi, joka siirtää metyyliryhmät histoniproteiinin aminohapoihin. DNA kääritään kahden identtisen histoniproteiinin joukon ympärille, joihin viitataan proteiinioktameerina. Tässä muodostumisessa mukana olevat neljä histoniproteiinityyppiä (kaksi kopiota) ovat H2A, H2b, H3 ja H4. Nämä neljä histoniproteiinityyppiä koostuvat hännän jatkeesta. Nämä häntäpidennykset toimivat nukleosomimodifikaation kohteina metylaatiolla. DNA: n aktivointi ja inaktivointi riippuvat suuresti metyloidusta häntäjäämästä ja sen metylointikapasiteetista.

Kuvio 02: Histonimetylointi

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 on parantunut joidenkin metylaatioreaktioiden takia, jotka heikentävät histonijäämien ja DNA: n välisiä sidoksia. Tämä tapahtuu johtuen siitä, että mahdollinen DNA: n käämitysprosessi nukleosomista mahdollistaa transkriptiotekijöiden, polymeraasien ja DNA: n välisen vuorovaikutuksen. Tämä prosessi on kriittinen vaihe geeniekspression säätelyssä ja johtaa erilaisten geenien ilmentymiseen eri soluilla. Histoniproteiinien metylaatio tapahtuu häntäjäämistä, yleisimmin H3: n ja H4: n histonijäämien lysiini (K) -jäämistä ja myös arginiinista (R). Lysiini ja arginiini ovat aminohappoja. Histonimetyyltransferaasi on entsyymi, jota käytetään siirtämään metyyliryhmiä lysiiniin ja arginiiniin, H3- ja H4-histoniproteiinien häntäjäämiin.

Mikä on DNA: n ja histonimetyloinnin samankaltaisuus?

• Molemmissa menetelmissä metyyliryhmiä lisätään.

Mikä on ero DNA: n ja histonimetyloinnin välillä?

DNA vs. histonimetylointi
Metyyliryhmän lisääminen DNA-molekyylin sytosiini- tai adeniininukleotideihin tunnetaan DNA-metylointina.	Metyyliryhmien siirtyminen histoniproteiinien aminohapoihin tunnetaan histonimetylointina.
katalyytti
Metyyliryhmän lisäys sytosiinitähteeseen katalysoidaan DNA-metyylitransferaasilla.	Reaktiota, joka siirtää metyyliryhmät histoniproteiinin aminohappoon, katalysoidaan histonimetyylitransferaasilla.
Toimia
Jos DNA-metylaatio tapahtuu geenin promoottorialueella, se estää geenien transkription ja estää geenien ilmentymisen.	Jos histonimetylointi tapahtuu, se edistää DNA: n kääntymistä käärittyyn nukleosomiin ja helpottaa transkriptiotekijöiden ja polymeraasien vuorovaikutusta DNA: n kanssa ja tehostaa geenin transkriptioprosessia.

Yhteenveto - DNA vs histone metylaatio

Metylointi on prosessi, jolla metyyliryhmä lisätään molekyyliin, kuten DNA tai proteiini. Genetiikan yhteydessä DNA-metylaatio ja histonimetylointi vaikuttavat suoraan geenin transkription säätelyyn ja hallitsevat solujen geeniekspressiota. DNA: n metyloinnin ja histonin metylaation reaktiot katalysoidaan vastaavasti DNA: lla ja histonin metyylitransferaasilla. Kun metyyliryhmä lisätään DNA: han, se tunnetaan nimellä DNA-metylaatio ja kun metyyliryhmä lisätään histoniproteiinin aminohapoihin, se tunnetaan histonimetylaationa. Tämä on ero DNA: n ja histonimetyloinnin välillä.

Lataa PDF-versio DNA: n ja histonin metylaatiosta

Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautusten mukaisesti. Lataa PDF-versio täältä DNA: n ja histonimetyloinnin välinen ero

Viitteet:

1. Rose, Nathan R. ja Robert J. Klose. "DNA-metylaation ja histonilysiinimetyloinnin välisen suhteen ymmärtäminen." Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier-pubi. Co, joulukuu 2014, saatavana täältä. Saavutettu 29. elokuuta 2017
2. Kondo, Yutaka. "Epigeneettinen ristipuhe DNA-metyloinnin ja histonimodifikaatioiden välillä ihmisen syöpissä." Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31. elokuuta 2009, saatavana täältä. Saavutettu 29. elokuuta 2017

Kuvan kohteliaisuus:

1. Mariuswalterin ”DNA-metylaatio” - Oma työ (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedian kautta
2. “Kuva 16 03 02” CNX OpenStax (CC BY 4.0) Commons Wikimedian kautta