nyckelskillnad – DNA vs histonmetylering
Metylering är en biologisk process genom vilken en metylgrupp (CH3) läggs till en molekyl och modifieras för att förstärka eller undertrycka dess aktivitet. I samband med genetik kan metylering ske på två nivåer: DNA-metylering och histonmetylering. Båda processerna påverkar direkt transkriptionsprocessen av gener och styr uttrycket av gener. Vid DNA-metylering tillsätts en metylgrupp antingen till cytosin- eller adenin-nukleotiden i DNA-molekylen, vilket modifierar de två nukleotidresterna för att undertrycka funktionen av gentranskription och förhindra uttryck av gener. Vid histonmetylering tillsätts en metylgrupp till aminosyrorna i histonproteinet. Detta är den viktigaste skillnaden mellan DNA- och histonmetylering.
Vad är DNA-metylering?
Den epigenetiska processen genom vilken metylgrupper läggs till en DNA-molekyl för att kontrollera uttrycket av gener är känd som DNA-metylering. DNA-metylering förändrar inte DNA-sekvensen utan påverkar DNA-aktiviteten. Denna process är nödvändig för en organisms normala utveckling och är kopplad till många viktiga processer i kroppen som inkluderar bevarande av kromosomstabilitet, embryonal utveckling, karcinogenes, åldrande, x-kromosominaktivering och undertryckande av transponerbara element. När metyleringsprocessen sker vid en promotorregion av en gen, är den involverad i undertryckandet av gentranskription. En DNA-molekyl består av en kombination av fyra (04) nukleotider: adenin, guanin, tymin och cytosin. Av de fyra baserna av DNA kan adenin och cytosin metyleras. Under DNA-metylering tillsätts en metylgrupp till det 5th kolet i cytosinringen för att omvandla cytosinbasen till 5-metylcytosin. Denna cytosinrestermodifieringsprocess katalyseras av ett enzym känt som DNA-metyltransferas. En modifierad cytosinbas finns bredvid en guaninbas. Därför finns modifierade cytosinbaser diagon alt i förhållande till varandra i den dubbla spiralformade strukturen av DNA på motsatta DNA-strängar.
Figur 01: DNA-metylering
Adeninmetylering är process som finns i växter, bakterier och däggdjur. DNA-metylering av växter och andra organismer finns i tre olika sekvenssammanhang. De är CG, CHH och CHG, där H avser antingen adenin, tymin eller cytosin.
Vad är histonmetylering?
Histone är ett protein som utgör nukleosomen, som är den strukturella enheten i den eukaryota kromosomen. Nukleosomen omsluter DNA-dubbelhelixen vilket resulterar i bildandet av kromosomer. Histonmetylering är en process som överför metylgrupper till aminosyrorna i histonproteinet. DNA:t är lindat runt två uppsättningar av identiska histonproteiner som kallas en proteinoktamer. De fyra typerna av histonproteiner (två kopior vardera) som är involverade i denna bildning är H2A, H2b, H3 och H4. Dessa fyra typer av histonproteiner består av en svansförlängning. Dessa svansförlängningar fungerar som mål för nukleosommodifiering genom metylering. Aktiveringen och inaktiveringen av DNA beror mycket på svansresten som är metylerad och dess förmåga att metylera.
Figur 02: Histonmetylering
Metylering av histoner påverkar direkt transkriptionen av gener. Det har förmågan att antingen öka eller minska processen, vilket beror på vilken typ av aminosyrorna i histonproteinet som ska metyleras och på antalet metylgrupper som är fästa. Transkriptionsprocessen förbättras på grund av vissa metyleringsreaktioner som försvagar bindningarna som finns mellan histonsvansar och DNA. Detta sker på grund av att DNA från nukleosomen möjliggör upprullningsprocessen, vilket underlättar interaktionen mellan transkriptionsfaktorerna, polymeraserna och DNA. Denna process är ett kritiskt steg i regleringen av genuttryck och resulterar i uttryck av olika gener av olika celler. Metylering av histonproteiner sker på svansrester, oftast på lysin (K) rester av histonsvansar av H3 och H4 och även på arginin (R). Lysin och arginin är aminosyror. Histonmetyltransferas är ett enzym som används för att överföra metylgrupper till lysin och arginin, svansrester av H3 och H4 histonproteiner.
Vad är likheten mellan DNA och histonmetylering?
I båda processerna tillsätts metylgrupper
Vad är skillnaden mellan DNA och histonmetylering?
DNA vs histonmetylering |
|
| Tillsättning av en metylgrupp till cytosin- eller adenin-nukleotider i en DNA-molekyl kallas DNA-metylering. | Överföring av metylgrupper till aminosyrorna i histonproteinerna kallas histonmetylering. |
| Catalyst | |
| Tillsättningen av metylgrupp till cytosinresten katalyseras av DNA-metyltransferas. | Reaktionen som överför metylgrupper till aminosyran i histonproteinet katalyseras av histonmetyltransferas. |
| Function | |
| Om DNA-metylering sker i promotorregionen av en gen, undertrycker den transkriptionen av gener och förhindrar genuttryck. | Om histonmetylering uppträder främjar det upprullningen av DNA från den lindade nukleosomen och underlättar interaktionen av transkriptionsfaktorer och polymeraser med DNA och förbättrar gentranskriptionsprocessen. |
Sammanfattning – DNA vs histonmetylering
Metylering är en process genom vilken en metylgrupp tillsätts till en molekyl som DNA eller protein. I samband med genetik påverkar DNA-metylering och histonmetylering direkt regleringen av transkription av en gen och styr genuttrycket av celler. Reaktionerna av DNA-metylering och histonmetylering katalyseras av DNA respektive histonmetyltransferas. När en metylgrupp läggs till DNA är det känt som DNA-metylering och när en metylgrupp läggs till aminosyror i histonproteinet kallas det histonmetylering. Detta är skillnaden mellan DNA- och histonmetylering.
Ladda ner PDF-version av DNA och histonmetylering
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här Skillnaden mellan DNA och histonmetylering
