Nyckelskillnaden mellan DNA-metylering och histonacetylering är att DNA-metylering resulterar i metylerade DNA-baser som leder till geninaktivering, medan histonacetylering är en modifiering av histonproteinerna associerade med nukleosomstrukturen.
Epigenetiska modifieringar är modifieringar som resulterar i reglering av genuttryck utan att orsaka någon förändring av DNA:ts ursprungliga sekvens. I detta avseende sker två huvudsakliga kemiska modifieringar, DNA-metylering och histonmodifiering, för att orsaka orienteringsförändringar i DNA, vilket leder till aktivering eller inaktivering av genuttryck.
Vad är DNA-metylering?
DNA-metylering är en huvudsaklig epigenetisk modifiering som äger rum i celler. Det förändrar eller reglerar genuttryck. I detta fenomen metyleras DNA-baser med hjälp av metyltransferaser. Metylgrupperna överförs från S-adenosylmetionin. Den slumpmässiga metyleringen av DNA-baser leder till inaktivering av genuttryck. När metylering av DNA äger rum i regulatoriska regioner av DNA såsom promotorsekvenser, CpG-öar, proximala och distala regulatoriska element, modifieras dessa sekvenser, vilket leder till förlust av funktion hos dessa regulatoriska regioner. Som ett resultat kommer inte transkriptionsfaktorerna att binda som förväntat, och inaktivering eller nedreglering av genuttryck på transkriptionsnivå äger rum. Dessutom kommer dessa DNA-modifieringar också att minska affiniteten för RNA-polymeras för att förbli stabil under transkriptionsprocessen.
Figur 01: DNA-metylering
DNA-metylering eller hypermetylering av DNA-regioner leder också till genomisk prägling, vilket är en viktig process för att tysta utvalda gener som en metod för att reglera uttrycket av generna. Mutationer aktiverar DNA-metylering i gener. Miljöfaktorer, stress, kost, alkohol och andra exogena faktorer aktiverar också DNA-metylering. Till exempel kan ett förlängt kostmönster som innehåller en hög sammansättning av metyldonatorer leda till hyperaktivering av DNA-metylering medan ett förlängt kostmönster som utgör mycket låga koncentrationer av metyldonatorer kan leda till demetylering av DNA.
Vad är histonacetylering?
Histonmodifiering är en annan typ av epigenetisk modifiering som orsakar genreglering. Det finns många olika kemiska modifieringar som äger rum på de olika histonproteinerna som är associerade med nukleosombildning under den kromosomala organisationen av eukaryoter. Dessa modifieringar inkluderar fosforylering, acetylering, metylering, glykosylering och ubiquitinering.
Figur 02: Histonacetylering
Histonacetylering medieras av acetyltransferasenzymer som acetylerar aminosyrarester från olika histonsubenheter. Lysinaminosyraresterna i histonproteinerna acetyleras lätt. Efter acetylering sker dekondensering, vilket ger en mer öppen struktur. Detta gör att DNA:t kan exponeras mer för transkriptionsaktiveringen. Denna orienteringsförändring orsakad av dekondensationen av nukleosomstrukturen kommer att tillåta RNA-polymeras och transkriptionsfaktorerna att lätt rekryteras för att initiera transkription. När histondeacetylering däremot äger rum, genomgår nukleosomstrukturen kondensation, vilket kommer att förhindra aktivering av transkription.
Vilka är likheterna mellan DNA-metylering och histonacetylering?
- Båda är epigenetiska modifieringar som äger rum för att reglera genuttryck.
- Båda äger rum endast i eukaryoter.
- Dessutom sker kemiska modifieringar som ett resultat av en enzymatisk aktivitet i båda scenarierna.
- Exogena faktorer som miljö, stress, kost och alkohol reglerar båda processerna.
- Båda processerna kommer inte att resultera i någon DNA-sekvensförändring.
- Dessa processer äger rum i kärnan.
Vad är skillnaden mellan DNA-metylering och histonacetylering?
DNA-metylering och histonacetylering är båda epigenetiska modifieringar. Men medan DNA-metylering äger rum på DNA-nivå, är histonacetylering en kemisk kovalent modifiering som äger rum i proteiner som en posttranslationell modifiering av histonproteiner. Så detta är nyckelskillnaden mellan DNA-metylering och histonacetylering. DNA-metylering inaktiverar transkription samtidigt som det hämmar transkriptionsinitiering och minskar RNA-stabilitet. I motsats härtill kommer histonacetylering att leda till dekondensering av nukleosomen som leder till aktivering av transkription.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan DNA-metylering och histonacetylering i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – DNA-metylering vs histonacetylering
Epigenetiska modifieringar är väsentliga för att ge mycket mångfald till genuttrycksvägen genom att underlätta reglering som svar på miljöfluktuationer. DNA-metylering och histonacetylering är två huvudtyper av epigenetiska mekanismer som inaktiverar respektive aktiverar genuttryck. Även om båda mekanismerna inte ändrar DNA-sekvensen, deltar de i att skapa orienteringsförändringar av DNA som antingen främjar eller hämmar genuttryck. DNA-metylering resulterar i att DNA-baser modifieras genom att metylera dem. Däremot är histonacetylering acetylering av utvalda aminosyrarester, vilket leder till dekondenserat kromatin. Dessa mekanismer aktiveras som svar på stimuli och spelar en viktig roll för att reglera uttrycket av en viss gen. Detta sammanfattar alltså skillnaden mellan DNA-metylering och histonacetylering.
