Skillnad mellan DNA och histonmetylering

Huvudskillnad - DNA vs histonmetylering
 

Metylering är biologisk process genom vilken en metylgrupp (CH₃) sättes till en molekyl och modifieras för att förbättra eller undertrycka dess aktivitet. I samband med genetiken kan metylering ske på två nivåer: DNA-metylering och histon-metylering. Båda processerna har direkt inverkan på transkriptionsprocessen av gener och kontrollerar generens uttryck. Vid DNA-metylering tillsätts en metylgrupp antingen till cytosin eller adenin-nukleotid i DNA-molekylen, vilken modifierar de två nukleotidresterna för att undertrycka gentranskriptionens funktion och förhindra expression av gener. Vid histon-metylering sätts en metylgrupp till aminosyrorna i histonproteinet. Detta är nyckelfaktorn mellan DNA och histon-metylering.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är DNA-metylering
3. Vad är histonmetylering
4. Likheter mellan DNA och histonmetylering
5. Jämförelse vid sida vid sida - DNA vs histonmetylering i tabellform
6. Sammanfattning

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-aktivitetens aktivitet. Denna process är nödvändig för en organisms normala utveckling och är kopplad till många viktiga processer i kroppen som innefattar bevarande av kromosomstabilitet, embryonal utveckling, karcinogenes, åldrande, x-kromosominaktivering och repression av transposerbara element. När metyleringsprocessen inträffar i en promotorregion hos en gen är den inblandad i repression 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 sätts en metylgrupp till 5^th kol av cytosinringen för att omvandla cytosinbasen till 5-metylcytosin. Denna cytosinrestmodifieringsprocess katalyseras av ett enzym som är känt som DNA-metyltransferas. En modifierad cytosinbas är närvarande bredvid en guaninbas. Därför är modifierade cytosinbaser i DNA: s dubbel spiralstruktur närvarande diagonalt mot varandra 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 sekvenskontekster. De är CG, CHH och CHG, där H avser antingen adenin, tymin eller cytosin.

Vad är histonmetylering?

Histon är ett protein som utgör nukleosomen, vilken är den strukturella enheten för den eukaryota kromosomen. Nukleosomen sveper runt DNA-dubbelhelixen vilket resulterar i bildandet av kromosomer. Histonmetylering är en process som överför metylgrupper till aminosyrorna i histonproteinet. DNAet lindas kring två uppsättningar av identiska histonproteiner som kallas en proteinoktomer. De fyra typerna av histonproteiner (två kopior vardera) involverade i denna bildning är H2A, H2b, H3 och H4. Dessa fyra typer av histonproteiner består av en svansförlängning. Dessa svansförlängningar verkar som mål för nukleosommodifiering genom metylering. Aktiveringen och inaktiveringen av DNA beror starkt på svansrester som är metylerad och dess metyleringskapacitet.

Figur 02: Histonmetylering

Metylering av histoner påverkar direkt transkriptionen av gener. Det har förmågan att antingen öka eller minska processen, vilket beror på typen av aminosyrorna i histonproteinet som ska metyleras och på antalet bifogade metylgrupper. Transskriptionsprocessen förbättras på grund av några metyleringsreaktioner som försvagar de bindningar som finns mellan histontoner och DNA. Detta sker på grund av möjliggörande av DNA-avkolningsprocessen från nukleosomen som underlättar interaktionen mellan transkriptionsfaktorerna, polymeraser och DNA. Denna process är ett kritiskt steg i reglering av genuttryck och resulterar i uttryck av olika gener av olika celler. Metylering av histonproteiner uppträder på svansrester, oftast på lysin (K) -rester av histonhaler 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, svansresterna av H3- och H4-histonproteiner.

Vad är likheten mellan DNA och histonmetylering?

• I båda processerna tillsättes metylgrupper.

Vad är skillnaden mellan DNA och histonmetylering?

DNA vs histonmetylering
Tillsats av en metylgrupp till cytosin- eller adeninukleotider av en DNA-molekyl är känd som DNA-metylering.	Överföring av metylgrupper till aminosyrorna i histonproteinerna är känd som histonmetylering.
Katalysator
Tillsatsen av metylgruppen till cytosinresten katalyseras genom DNA-metyltransferas.	Reaktionen som överför metylgrupper till aminosyran av histonprotein katalyseras av histon-metyltransferas.
Fungera
Om DNA-metylering sker i promotorregionen hos en gen undertrycker den transkriptionen av gener och förhindrar genuttryck.	Om histonmetylering uppträder, främjar det uppkolning av DNA från det förpackade nukleosomet och underlättar interaktionen mellan transkriptionsfaktorer och polymeraser med DNA och förbättrar gentranskriptionsprocessen.

Sammanfattning - DNA vs histonmetylering

Metylering är en process genom vilken en metylgrupp läggs till en molekyl som DNA eller protein. I samband med genetiken påverkar DNA-metylering och histon-metylering direkt reglering av transkription av en gen och kontrollerar genuttryck av celler. Reaktionerna av DNA-metylering och histon-metylering katalyseras av respektive DNA respektive histon-metyltransferas. När en metylgrupp läggs till DNA, är den känd som DNA-metylering och när en metylgrupp läggs till aminosyror av histonproteinet är det känt som histonmetylering. Detta är skillnaden mellan DNA och histon-metylering.

Hämta PDF-version av DNA och histonmetylering

Du kan hämta PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offline-ändamål enligt citationsnoteringar. Var god ladda ner PDF-version här Skillnaden mellan DNA och Histone Methylation

referenser:

1. Rose, Nathan R. och Robert J. Klose. "Förstå förhållandet mellan DNA-metylering och histonlysinmetylering." Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier Pub. Co, dec. 2014, Tillgänglig här. Åtkomst 29 Aug 2017
2. Kondo, Yutaka. "Epigenetic Cross-Talk mellan DNA-metylering och Histon-modifieringar i humankanker." Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31 aug 2009, Tillgänglig här. Åtkomst 29 Aug 2017

Image Courtesy:

1. "DNA-metylering" av Mariuswalter - eget arbete (CC BY-SA 4,0) via Commons Wikimedia
2. "Figur 16 03 02" By CNX OpenStax (CC BY 4,0) via Commons Wikimedia