Kľúčový rozdiel – DNA verzus metylácia histónu
Metylácia je biologický proces, pri ktorom sa do molekuly pridá metylová skupina (CH3) a upraví sa tak, aby sa zvýšila alebo potlačila jej aktivita. V kontexte genetiky môže metylácia prebiehať na dvoch úrovniach: metylácia DNA a metylácia histónu. Oba procesy priamo ovplyvňujú proces transkripcie génov a riadia expresiu génov. Pri metylácii DNA sa buď k cytozínovému alebo adenínovému nukleotidu molekuly DNA pridá metylová skupina, ktorá modifikuje dva nukleotidové zvyšky, aby potlačila funkciu génovej transkripcie a zabránila expresii génov. Pri metylácii histónu sa k aminokyselinám histónového proteínu pridá metylová skupina. Toto je kľúčový rozdiel medzi metyláciou DNA a histónom.
Čo je metylácia DNA?
Epigenetický proces, ktorým sa do molekuly DNA pridávajú metylové skupiny s cieľom kontrolovať expresiu génov, je známy ako metylácia DNA. Metylácia DNA nemení sekvenciu DNA, ale ovplyvňuje aktivitu DNA. Tento proces je nevyhnutný pre normálny vývoj organizmu a je spojený s mnohými dôležitými procesmi v tele, ktoré zahŕňajú zachovanie stability chromozómov, embryonálny vývoj, karcinogenézu, starnutie, inaktiváciu x-chromozómov a represiu transponovateľných prvkov. Keď sa metylačný proces vyskytuje v promótorovej oblasti génu, podieľa sa na represii génovej transkripcie. Molekula DNA pozostáva z kombinácie štyroch (04) nukleotidov: adenínu, guanínu, tymínu a cytozínu. Zo štyroch báz DNA je možné metylovať adenín a cytozín. Počas metylácie DNA sa k 5th uhlíku cytozínového kruhu pridá metylová skupina, aby sa cytozínová báza premenila na 5-metylcytozín. Tento proces modifikácie cytozínových zvyškov je katalyzovaný enzýmom známym ako DNA metyltransferáza. Modifikovaná cytozínová báza je prítomná vedľa guanínovej bázy. Preto sú v dvojzávitnicovej štruktúre DNA modifikované cytozínové bázy prítomné navzájom diagonálne na opačných reťazcoch DNA.
Obrázok 01: metylácia DNA
Metylácia adenínu je proces nachádzajúci sa v rastlinách, baktériách a cicavcoch. Metylácia DNA rastlín a iných organizmov sa nachádza v troch rôznych sekvenčných kontextoch. Sú to CG, CHH a CHG, kde H znamená adenín, tymín alebo cytozín.
Čo je metylácia histónu?
Histón je proteín, ktorý tvorí nukleozóm, ktorý je štruktúrnou jednotkou eukaryotického chromozómu. Nukleozóm sa obopína okolo dvojitej špirály DNA, čo vedie k tvorbe chromozómov. Metylácia histónu je proces, ktorý prenáša metylové skupiny na aminokyseliny histónového proteínu. DNA je navinutá okolo dvoch sád identických histónových proteínov označovaných ako proteínový oktamér. Štyri typy histónových proteínov (každý dve kópie), ktoré sa podieľajú na tejto tvorbe, sú H2A, H2b, H3 a H4. Tieto štyri typy histónových proteínov pozostávajú z predĺženia chvosta. Tieto predĺženia chvosta pôsobia ako ciele modifikácie nukleozómov metyláciou. Aktivácia a inaktivácia DNA vo veľkej miere závisí od metylovaného zvyšku chvosta a jeho schopnosti metylácie.
Obrázok 02: Metylácia histónu
Metylácia histónov priamo ovplyvňuje transkripciu génov. Má schopnosť buď zvýšiť alebo znížiť proces, čo závisí od typu aminokyselín v histónovom proteíne, ktorý sa má metylovať, a od počtu pripojených metylových skupín. Transkripčný proces je posilnený v dôsledku niektorých metylačných reakcií, ktoré oslabujú väzby prítomné medzi histónovými chvostmi a DNA. K tomu dochádza v dôsledku umožnenia procesu odvíjania DNA z nukleozómu, ktorý uľahčuje interakciu medzi transkripčnými faktormi, polymerázami a DNA. Tento proces je kritickým krokom v regulácii génovej expresie a vedie k expresii rôznych génov rôznymi bunkami. K metylácii histónových proteínov dochádza na chvostových zvyškoch, najčastejšie na lyzínových (K) zvyškoch histónových chvostov H3 a H4 a tiež na arginíne (R). Lyzín a arginín sú aminokyseliny. Histón metyltransferáza je enzým, ktorý sa používa na prenos metylových skupín na lyzín a arginín, koncové zvyšky histónových proteínov H3 a H4.
Aká je podobnosť medzi DNA a metyláciou histónu?
V oboch procesoch sa pridávajú metylové skupiny
Aký je rozdiel medzi metyláciou DNA a histónom?
DNA vs metylácia histónu |
|
| Pridanie metylovej skupiny k cytozínovým alebo adenínovým nukleotidom molekuly DNA je známe ako metylácia DNA. | Prenos metylových skupín na aminokyseliny histónových proteínov je známy ako metylácia histónu. |
| Catalyst | |
| Pridanie metylovej skupiny k cytozínovému zvyšku je katalyzované DNA metyltransferázou. | Reakcia, ktorá prenáša metylové skupiny na aminokyselinu histónového proteínu, je katalyzovaná histónmetyltransferázou. |
| Function | |
| Ak dôjde k metylácii DNA v promótorovej oblasti génu, potláča transkripciu génov a zabraňuje génovej expresii. | Ak dôjde k metylácii histónu, podporuje to odvíjanie DNA z obaleného nukleozómu a uľahčuje interakciu transkripčných faktorov a polymeráz s DNA a zlepšuje proces transkripcie génu. |
Zhrnutie – DNA vs metylácia histónu
Metylácia je proces, pri ktorom sa metylová skupina pridáva k molekule, ako je DNA alebo proteín. V kontexte genetiky metylácia DNA a metylácia histónu priamo ovplyvňuje reguláciu transkripcie génu a riadi génovú expresiu buniek. Reakcie metylácie DNA a metylácie histónu sú katalyzované DNA a histónmetyltransferázou. Keď sa k DNA pridá metylová skupina, je to známe ako metylácia DNA a keď sa k aminokyselinám histónového proteínu pridá metylová skupina, je to známe ako metylácia histónu. Toto je rozdiel medzi DNA a metyláciou histónu.
Stiahnuť PDF verziu DNA a metylácie histónu
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi DNA a metyláciou histónu
