DNA ja histooni metüleerimise erinevus

Peamine erinevus - DNA vs histooni metüülimine
 

Metüleerimine on bioloogiline protsess, mille käigus metüülrühm (CH₃) lisatakse molekulile ja modifitseeritakse selle aktiivsuse suurendamiseks või vähendamiseks. Geneetika kontekstis võib metüleerimine toimuda kahel tasandil: DNA metüleerimine ja histooni metüleerimine. Mõlemad protsessid mõjutavad otseselt geenide transkriptsiooniprotsessi ja kontrollivad geenide ekspressiooni. DNA metüülimisel lisatakse metüülrühm DNA molekuli tsütosiinile või adeniini nukleotiidile, 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.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on DNA metüleerimine
3. Mis on histooni metüleerimine
4. DNA ja histooni metüleerimise sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - DNA vs histooni metüülimine tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on DNA metüleerimine?

Epigeneetilist protsessi, mille käigus metüülrühmad lisatakse DNA molekulile, et kontrollida geenide ekspressiooni, nimetatakse DNA metüülimiseks. DNA metüülimine ei muuda DNA järjestust, vaid mõjutab DNA aktiivsust. See protsess on vajalik organismi normaalseks arenguks ja on seotud paljude keha oluliste protsessidega, mille hulka kuuluvad kromosoomi stabiilsuse säilitamine, embrüonaalne areng, kantserogenees, vananemine, x-kromosoomi inaktiveerimine ja ülekantavate elementide repressioon. Kui geeni promootorpiirkonnas toimub metüülimisprotsess, osaleb see geeni transkriptsiooni repressioonides. DNA molekul koosneb nelja (04) nukleotiidi kombinatsioonist: adeniin, guaniin, tümiin ja tsütosiin. Neljast DNA alusest saab adeniini ja tsütosiini metüülida. DNA metüülimise ajal lisatakse 5-le metüülrühm^th tsütosiinitsükli süsinik tsütosiini aluse muundamiseks 5-metüültsütosiiniks. Seda tsütosiinijääkide modifitseerimise protsessi katalüüsib ensüüm, mida tuntakse kui DNA metüültransferaasi. Guaniini aluse kõrval on modifitseeritud tsütosiini alus. Seetõttu asuvad DNA topelt-spiraalses struktuuris modifitseeritud tsütosiini alused diagonaalselt üksteise vastas asuvatel DNA ahelatel.

Joonis 01: DNA metüülimine

Adeniini metüleerimine toimub taimedes, bakterites ja imetajates. Taimede ja muude organismide DNA metüülimist võib leida kolmes erinevas järjestuses. Need on CG, CHH ja CHG, kus H tähistab kas adeniini, tümiini või tsütosiini.

Mis on histooni metüleerimine?

Histoon on valk, mis moodustab nukleosoomi, mis on eukarüootse kromosoomi struktuuriüksus. Nukleosoom ümbritseb DNA topeltheeliksi, mille tulemusel moodustuvad kromosoomid. Histooni metüleerimine on protsess, mille käigus metüülrühmad kantakse üle histooni valgu aminohapetesse. DNA keritakse kahe identse histooni valkude komplekti ümber, mida nimetatakse valgu oktameeriks. Selles moodustamises osalevad histooni valkude neli tüüpi (kummaski kaks koopiat) on H2A, H2b, H3 ja H4. Need neli histooni valkude tüüpi koosnevad sabapikendusest. Need sabapikendused toimivad nukleosoomi modifitseerimise sihtmärkidena metüülimise teel. DNA aktiveerimine ja inaktiveerimine sõltub suuresti metüleeritud sabajäägist ja selle metüülimisvõimest.

Joonis 02: histooni metüülimine

Histoonide metüleerimine mõjutab otseselt geenide transkriptsiooni. Sellel on võime protsessi kas suurendada või vähendada, mis sõltub metüleeritava histooni valgu aminohapete tüübist ja kinnitatud metüülrühmade arvust. Transkriptsiooniprotsess on kiirenenud tänu mõnedele metüülimisreaktsioonidele, mis nõrgestavad histooni sabade ja DNA vahelisi sidemeid. Selle põhjuseks on DNA nukleosoomist kerimisprotsessi võimaldamine, mis hõlbustab transkriptsioonifaktorite, polümeraaside ja DNA vahelist interaktsiooni. See protsess on geeniekspressiooni reguleerimise kriitiline samm ja selle tulemuseks on erinevate rakkude erinevate geenide ekspressioon. Histooni valkude metüleerimine toimub sabajääkidel, kõige sagedamini H3 ja H4 histooni sabade lüsiinijääkidel (K) ning samuti arginiinil (R). Lüsiin ja arginiin on aminohapped. Histooni metüültransferaas on ensüüm, mida kasutatakse metüülrühmade ülekandmiseks lüsiinile ja arginiinile, H3 ja H4 histooni valkude sabajääkidele.

Milline on DNA ja histooni metüleerimise sarnasus?

• Mõlemas protsessis lisatakse metüülrühmi.

Mis vahe on DNA ja histooni metüülimisel?

DNA vs histooni metüülimine
Metüülrühma lisamine DNA molekuli tsütosiini või adeniini nukleotiididele on tuntud kui DNA metüülimine.	Metüülrühmade ülekandmist histooni valkude aminohapetesse nimetatakse histooni metüülimiseks.
Katalüsaator
Metüülrühma lisamine tsütosiinijääkidele katalüüsitakse DNA metüültransferaasi abil.	Reaktsiooni, mis viib metüülrühmad histooni valgu aminohappeks, katalüüsitakse histooni metüültransferaasi abil.
Funktsioon
Kui geeni promootorpiirkonnas toimub DNA metüleerimine, pärsib see geenide transkriptsiooni ja hoiab ära geeniekspressiooni.	Histooni metüleerimise korral soodustab see DNA lahtipakkimist mähitud nukleosoomist ja hõlbustab transkriptsioonifaktorite ja polümeraaside koostoimet DNA-ga ning tõhustab geeni transkriptsiooni protsessi.

Kokkuvõte - DNA vs histooni metüülimine

Metüleerimine on protsess, mille käigus metüülrühm lisatakse molekulile nagu DNA või valk. Geneetika kontekstis mõjutavad DNA metüleerimine ja histooni metüleerimine otseselt geeni transkriptsiooni regulatsiooni ja kontrollivad rakkude geeniekspressiooni. DNA metüleerimise ja histooni metüleerimise reaktsioone katalüüsivad vastavalt DNA ja histooni metüültransferaas. Kui DNA-le lisatakse metüülrühm, tuntakse seda kui DNA metüleerimist ja kui metüülrühma lisatakse histooni valgu aminohapetele, nimetatakse seda histooni metüülimiseks. See on erinevus DNA ja histooni metüülimise vahel.

Laadige alla DNA ja histooni metüülimise PDF-versioon

Selle artikli PDF-versiooni saate alla laadida ja seda võrguühenduseta otstarbel kasutada tsitaatide märkuste kohaselt. Laadige alla PDF-versioon siit. DNA ja histooni metüleerimise erinevus

Viited:

1. Rose, Nathan R. ja Robert J. Klose. "DNA metülatsiooni ja histooni lüsiini metüleerimise seoste mõistmine." Biochimica et Biophysica Acta, Elsevieri pubi. Co, detsember 2014, saadaval siin. Juurdepääs 29. augustil 2017
2. Kondo, Yutaka. "Epigeneetiline ristkõnelus DNA metüleerimise ja histooni modifikatsioonide vahel inimese vähi korral." Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31. august 2009, saadaval siin. Juurdepääs 29. augustil 2017

Pilt viisakalt:

1. Mariuswalteri “DNA metüleerimine” - Omad tööd (CC BY-SA 4.0) Commons Wikimedia kaudu
2. “Joonis 16 03 02”: CNX OpenStax (CC BY 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu