Peamine erinevus – DNA vs histooni metüülimine
Metüülimine on bioloogiline protsess, mille käigus lisatakse molekulile metüülrühm (CH3) ja seda muudetakse selle aktiivsuse suurendamiseks või mahasurumiseks. Geneetika kontekstis võib metüülimine toimuda kahel tasandil: DNA metüülimine ja histooni metüülimine. Mõlemad protsessid mõjutavad otseselt geenide transkriptsiooniprotsessi ja kontrollivad geenide ekspressiooni. DNA metüülimisel lisatakse DNA molekuli tsütosiini või adeniini nukleotiidile metüülrühm, mis modifitseerib kahte nukleotiidijääki, et represseerida geeni transkriptsiooni funktsiooni ja takistada geenide ekspressiooni. Histooni metüülimisel lisatakse histooni valgu aminohapetele metüülrühm. See on peamine erinevus DNA ja histooni metüülimise vahel.
Mis on DNA metüülimine?
Epigeneetiline protsess, mille käigus lisatakse DNA molekulile geenide ekspressiooni kontrollimiseks metüülrühmi, on tuntud kui DNA metüülimine. DNA metüülimine ei muuda DNA järjestust, kuid mõjutab DNA aktiivsust. See protsess on vajalik organismi normaalseks arenguks ja on seotud paljude oluliste kehaprotsessidega, mille hulka kuuluvad kromosoomide stabiilsuse säilitamine, embrüonaalne areng, kantserogenees, vananemine, x-kromosoomide inaktiveerimine ja ülekantavate elementide represseerimine. Kui geeni promootorpiirkonnas toimub metüülimisprotsess, on see seotud geeni transkriptsiooni represseerimisega. DNA molekul koosneb nelja (04) nukleotiidi kombinatsioonist: adeniin, guaniin, tümiin ja tsütosiin. DNA neljast alusest saab metüülida adeniini ja tsütosiini. DNA metüülimise ajal lisatakse tsütosiinitsükli 5th süsinikule metüülrühm, et muuta tsütosiini alus 5-metüültsütosiiniks. Seda tsütosiinijääkide modifitseerimisprotsessi katalüüsib ensüüm, mida nimetatakse DNA metüültransferaasiks. Guaniinialuse kõrval on modifitseeritud tsütosiini alus. Seetõttu on DNA topeltspiraalses struktuuris modifitseeritud tsütosiini alused üksteise suhtes diagonaalselt DNA vastasahelates.
Joonis 01: DNA metüülimine
Adeniini metüülimine on protsess, mida leidub taimedes, bakterites ja imetajates. Taimede ja teiste organismide DNA metüülimist leidub kolmes erinevas järjestuse kontekstis. Need on CG, CHH ja CHG, kus H tähistab kas adeniini, tümiini või tsütosiini.
Mis on histooni metüülimine?
Histone on valk, mis moodustab nukleosoomi, mis on eukarüootse kromosoomi struktuuriüksus. Nukleosoom ümbritseb DNA kaksikheeliksit, mille tulemusena moodustuvad kromosoomid. Histooni metüülimine on protsess, mille käigus viiakse metüülrühmad histooni valgu aminohapetesse. DNA on keritud ümber kahe identse histooni valkude komplekti, mida nimetatakse valguoktameeriks. Selles moodustises osalevad nelja tüüpi histooni valke (igaüks kaks koopiat) on H2A, H2b, H3 ja H4. Need neli tüüpi histooni valke koosnevad sabapikendusest. Need sabapikendused toimivad metüleerimise teel nukleosoomide modifitseerimise sihtmärkidena. DNA aktiveerimine ja inaktiveerimine sõltuvad suuresti metüülitud sabajäägist ja selle metüleerimisvõimest.
Joonis 02: Histooni metüülimine
Histoonide metüülimine mõjutab otseselt geenide transkriptsiooni. Sellel on võime protsessi kas suurendada või vähendada, mis sõltub metüülitava histooni valgu aminohapete tüübist ja seotud metüülrühmade arvust. Transkriptsiooniprotsess paraneb mõne metüülimisreaktsiooni tõttu, mis nõrgendab histooni sabade ja DNA vahelisi sidemeid. See on tingitud DNA lahtikerimisprotsessist nukleosoomist, mis hõlbustab transkriptsioonifaktorite, polümeraaside ja DNA vahelist koostoimet. See protsess on geeniekspressiooni reguleerimise kriitiline samm ja selle tulemuseks on erinevate geenide ekspressioon erinevate rakkude poolt. Histooni valkude metüülimine toimub sabajääkides, kõige sagedamini H3 ja H4 histooni sabade lüsiini (K) jääkides ning samuti arginiinil (R). Lüsiin ja arginiin on aminohapped. Histooni metüültransferaas on ensüüm, mida kasutatakse metüülrühmade ülekandmiseks lüsiini ja arginiini, H3 ja H4 histooni valkude sabajääkidesse.
Milline on DNA ja histooni metüülimise sarnasus?
Mõlemal protsessil lisatakse metüülrühmad
Mis vahe on DNA ja histooni metüülimise vahel?
DNA vs histooni metüülimine |
|
| Metüülrühma lisamist DNA molekuli tsütosiini või adeniini nukleotiididele nimetatakse DNA metüülimiseks. | Metüülrühmade ülekandmist histooni valkude aminohapetele nimetatakse histooni metüülimiseks. |
| Catalyst | |
| Metüülrühma lisamist tsütosiinijäägile katalüüsib DNA metüültransferaas. | Reaktsiooni, mis kannab metüülrühmad üle histooni valgu aminohappeks, katalüüsib histooni metüültransferaas. |
| Funktsioon | |
| Kui DNA metüülimine toimub geeni promootorpiirkonnas, pärsib see geenide transkriptsiooni ja takistab geeniekspressiooni. | Histooni metüülimise korral soodustab see DNA lahtikeeramist mähitud nukleosoomist ning hõlbustab transkriptsioonifaktorite ja polümeraaside koostoimet DNA-ga ning tõhustab geenide transkriptsiooniprotsessi. |
Kokkuvõte – DNA vs histooni metüülimine
Metüülimine on protsess, mille käigus lisatakse metüülrühm molekulile nagu DNA või valk. Geneetika kontekstis mõjutavad DNA metüülimine ja histooni metüülimine otseselt geeni transkriptsiooni reguleerimist ja kontrollivad rakkude geeniekspressiooni. DNA metüülimise ja histooni metüülimise reaktsioone katalüüsivad vastav alt DNA ja histooni metüültransferaas. Kui DNA-le lisatakse metüülrühm, nimetatakse seda DNA metüülimiseks ja kui metüülrühm lisatakse histooni valgu aminohapetele, nimetatakse seda histooni metüülimiseks. See on erinevus DNA ja histooni metüülimise vahel.
Laadi alla DNA ja histooni metüülimise PDF-versioon
Saate alla laadida selle artikli PDF-versiooni ja kasutada seda võrguühenduseta kasutamiseks vastav alt tsitaadi märkustele. Laadige PDF-versioon alla siit: DNA ja histooni metüülimise erinevus
