Разница между ДНК и метилированием гистонов

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - ДНК против метилирования гистонов

Метилирование - это биологический процесс, при котором метильная группа (СН ₃) добавляется к молекуле и модифицируется для усиления или подавления ее активности. В контексте генетики метилирование может происходить на двух уровнях: метилирование ДНК и метилирование гистонов. Оба процесса напрямую влияют на процесс транскрипции генов и контролируют экспрессию генов. При метилировании ДНК метильная группа добавляется либо к цитозиновому, либо к адениновому нуклеотиду молекулы ДНК, который модифицирует два нуклеотидных остатка, подавляя функцию транскрипции генов и предотвращая экспрессию генов. При метилировании гистонов к аминокислотам гистонового белка добавляется метильная группа. Это ключевое различие между метилированием ДНК и гистонов.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные различия

2. Что такое метилирование ДНК

3. Что такое метилирование гистонов

4. Сходство между ДНК и метилированием гистонов

5. Параллельное сравнение - ДНК и метилирование гистонов в табличной форме

6. Резюме

Что такое метилирование ДНК?

Эпигенетический процесс, с помощью которого метильные группы добавляются к молекуле ДНК для контроля экспрессии генов, известен как метилирование ДНК. Метилирование ДНК не изменяет последовательность ДНК, но влияет на активность ДНК. Этот процесс необходим для нормального развития организма и связан со многими важными процессами в организме, включая сохранение стабильности хромосом, эмбриональное развитие, канцерогенез, старение, инактивацию x-хромосомы и подавление мобильных элементов. Когда процесс метилирования происходит в промоторной области гена, он участвует в репрессии транскрипции гена. Молекула ДНК состоит из комбинации четырех (04) нуклеотидов: аденина, гуанина, тимина и цитозина. Из четырех оснований ДНК могут быть метилированы аденин и цитозин. Во время метилирования ДНКметильная группа добавляется к 5^{-й атом} углерода цитозинового кольца для преобразования основания цитозина в 5-метилцитозин. Этот процесс модификации остатка цитозина катализируется ферментом, известным как ДНК-метилтрансфераза. Модифицированное основание цитозина присутствует рядом с основанием гуанина. Следовательно, в двойной спиральной структуре ДНК модифицированные цитозиновые основания присутствуют по диагонали друг относительно друга на противоположных цепях ДНК.

Рисунок 01: Метилирование ДНК

Метилирование аденина происходит у растений, бактерий и млекопитающих. Метилирование ДНК растений и других организмов обнаруживается в трех различных контекстах последовательностей. Это CG, CHH и CHG, где H обозначает аденин, тимин или цитозин.

Что такое метилирование гистонов?

Гистон - это белок, составляющий нуклеосому, которая является структурной единицей эукариотической хромосомы. Нуклеосома обвивается вокруг двойной спирали ДНК, что приводит к образованию хромосом. Метилирование гистонов - это процесс, при котором метильные группы переносятся на аминокислоты гистонового белка. ДНК намотана на два набора идентичных гистоновых белков, называемых октамером белка. В этом образовании участвуют четыре типа гистоновых белков (по две копии каждый): H2A, H2b, H3 и H4. Эти четыре типа гистоновых белков состоят из удлинения хвоста. Эти удлинения хвоста действуют как мишени модификации нуклеосом путем метилирования. Активация и инактивация ДНК во многом зависят от метилированного хвостового остатка и его способности метилировать.

Рисунок 02: Метилирование гистонов

Метилирование гистонов напрямую влияет на транскрипцию генов. Он обладает способностью увеличивать или уменьшать этот процесс, что зависит от типа аминокислот в гистоновом белке, который должен быть метилирован, и от количества присоединенных метильных групп. Процесс транскрипции усиливается из-за некоторых реакций метилирования, которые ослабляют связи, существующие между гистоновыми хвостами и ДНК. Это происходит из-за включения процесса разворачивания ДНК из нуклеосомы, который облегчает взаимодействие между факторами транскрипции, полимеразами и ДНК. Этот процесс является критическим шагом в регуляции экспрессии генов и приводит к экспрессии разных генов разными клетками. Метилирование гистоновых белков происходит по хвостовым остаткам,чаще всего на остатках лизина (K) гистоновых хвостов H3 и H4, а также на аргинине (R). Лизин и аргинин - это аминокислоты. Гистон-метилтрансфераза - это фермент, который используется для переноса метильных групп на лизин и аргинин, хвостовые остатки гистоновых белков H3 и H4.

В чем сходство между ДНК и метилированием гистонов?

В обоих процессах добавляются метильные группы

В чем разница между метилированием ДНК и гистонов?

Различать статью в середине перед таблицей

ДНК против метилирования гистонов
Добавление метильной группы к цитозиновым или адениновым нуклеотидам молекулы ДНК известно как метилирование ДНК.	Перенос метильных групп на аминокислоты гистоновых белков известен как метилирование гистонов.
Катализатор
Присоединение метильной группы к остатку цитозина катализируется ДНК-метилтрансферазой.	Реакция, при которой метильные группы переносятся на аминокислоту гистонового белка, катализируется гистон-метилтрансферазой.
Функция
Если метилирование ДНК происходит в промоторной области гена, оно подавляет транскрипцию генов и предотвращает экспрессию генов.	Если происходит метилирование гистонов, оно способствует разворачиванию ДНК из обернутой нуклеосомы и облегчает взаимодействие факторов транскрипции и полимераз с ДНК и усиливает процесс транскрипции гена.

Резюме - ДНК против метилирования гистонов

Метилирование - это процесс, при котором метильная группа добавляется к молекуле, такой как ДНК или белок. В контексте генетики метилирование ДНК и метилирование гистонов напрямую влияют на регуляцию транскрипции гена и контролируют экспрессию гена в клетках. Реакции метилирования ДНК и метилирования гистонов катализируются ДНК и гистонметилтрансферазой соответственно. Когда к ДНК добавляется метильная группа, это называется метилированием ДНК, а когда метильная группа добавляется к аминокислотам гистонового белка, это называется метилированием гистонов. В этом разница между метилированием ДНК и гистонов.

Скачать PDF-версию метилирования ДНК и гистонов

Вы можете скачать PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономных целях в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, скачайте PDF-версию здесь. Разница между метилированием ДНК и гистонов.