Pagrindinis skirtumas – DNR ir histono metilinimas
Metilinimas yra biologinis procesas, kurio metu į molekulę pridedama metilo grupė (CH3) ir modifikuojama siekiant sustiprinti arba slopinti jos aktyvumą. Genetikos kontekste metilinimas gali vykti dviem lygiais: DNR metilinimo ir histono metilinimo. Abu procesai tiesiogiai veikia genų transkripcijos procesą ir kontroliuoja genų ekspresiją. DNR metilinimo metu prie DNR molekulės citozino arba adenino nukleotido pridedama metilo grupė, kuri modifikuoja dvi nukleotidų liekanas, kad slopintų genų transkripcijos funkciją ir užkirstų kelią genų ekspresijai. Histono metilinimo metu prie histono b altymo aminorūgščių pridedama metilo grupė. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp DNR ir histono metilinimo.
Kas yra DNR metilinimas?
Epigenetinis procesas, kurio metu metilo grupės pridedamos prie DNR molekulės, siekiant kontroliuoti genų ekspresiją, yra žinomas kaip DNR metilinimas. DNR metilinimas nekeičia DNR sekos, bet veikia DNR aktyvumą. Šis procesas yra būtinas normaliam organizmo vystymuisi ir yra susijęs su daugeliu svarbių organizmo procesų, įskaitant chromosomų stabilumo išsaugojimą, embriono vystymąsi, kancerogenezę, senėjimą, x-chromosomų inaktyvavimą ir perkeliamų elementų slopinimą. Kai metilinimo procesas vyksta geno promotoriaus regione, jis dalyvauja slopinant genų transkripciją. DNR molekulė susideda iš keturių (04) nukleotidų derinio: adenino, guanino, timino ir citozino. Iš keturių DNR bazių adeninas ir citozinas gali būti metilinti. DNR metilinimo metu metilo grupė pridedama prie 5th citozino žiedo anglies, kad citozino bazė paverstų 5-metilcitozinu. Šį citozino likučių modifikavimo procesą katalizuoja fermentas, žinomas kaip DNR metiltransferazė. Modifikuota citozino bazė yra šalia guanino bazės. Todėl dviguboje spiralinėje DNR struktūroje modifikuotos citozino bazės yra įstrižai viena kitai priešingose DNR grandinėse.
01 pav.: DNR metilinimas
Adenino metilinimas vyksta augaluose, bakterijose ir žinduoliuose. Augalų ir kitų organizmų DNR metilinimas randamas trijuose skirtinguose sekos kontekstuose. Tai yra CG, CHH ir CHG, kur H reiškia adeniną, timiną arba citoziną.
Kas yra histono metilinimas?
Histone yra b altymas, sudarantis nukleozomą, kuri yra struktūrinis eukariotinės chromosomos vienetas. Nukleosoma apgaubia dvigubą DNR spiralę, dėl kurios susidaro chromosomos. Histono metilinimas yra procesas, kurio metu metilo grupės perkeliamos į histono b altymo aminorūgštis. DNR yra suvyniota aplink du identiškų histono b altymų, vadinamų b altymų oktameru, rinkinius. Šiame formavime dalyvauja keturių tipų histono b altymai (kiekviena po dvi kopijas) yra H2A, H2b, H3 ir H4. Šie keturi histono b altymų tipai susideda iš uodegos pratęsimo. Šie uodegos išplėtimai veikia kaip nukleosomų modifikavimo metilinimo taikiniai. DNR aktyvacija ir inaktyvacija labai priklauso nuo metilintos uodegos liekanos ir jos metilinimo gebos.
02 pav.: Histono metilinimas
Histonų metilinimas tiesiogiai veikia genų transkripciją. Jis turi galimybę padidinti arba sumažinti procesą, kuris priklauso nuo aminorūgščių tipo histono b altyme, kuris turi būti metilintas, ir nuo prijungtų metilo grupių skaičiaus. Transkripcijos procesas sustiprėja dėl kai kurių metilinimo reakcijų, kurios susilpnina ryšius tarp histono uodegų ir DNR. Taip atsitinka dėl to, kad įjungiamas DNR atskyrimo iš nukleosomos procesas, kuris palengvina transkripcijos faktorių, polimerazių ir DNR sąveiką. Šis procesas yra svarbus žingsnis reguliuojant genų ekspresiją, todėl skirtingos ląstelės išreiškia skirtingus genus. Histono b altymų metilinimas vyksta ant uodegos liekanų, dažniausiai H3 ir H4 histono uodegų lizino (K) liekanose, taip pat ant arginino (R). Lizinas ir argininas yra aminorūgštys. Histono metiltransferazė yra fermentas, naudojamas metilo grupėms perkelti į liziną ir argininą, H3 ir H4 histono b altymų uodegos liekanas.
Koks yra DNR ir histono metilinimo panašumas?
Abu procesuose pridedamos metilo grupės
Kuo skiriasi DNR ir histono metilinimas?
DNR prieš histono metilinimą |
|
| Metilo grupės pridėjimas prie DNR molekulės citozino arba adenino nukleotidų yra žinomas kaip DNR metilinimas. | Metilo grupių perkėlimas į histono b altymų aminorūgštis yra žinomas kaip histono metilinimas. |
| Katalizatorius | |
| Metilo grupės pridėjimą prie citozino liekanos katalizuoja DNR metiltransferazė. | Reakciją, kurios metu metilo grupės perkeliamos į histono b altymo aminorūgštį, katalizuoja histono metiltransferazė. |
| Funkcija | |
| Jei DNR metilinimas vyksta geno promotoriaus srityje, tai slopina genų transkripciją ir neleidžia genų ekspresijai. | Jei vyksta histono metilinimas, tai skatina DNR atsiskyrimą nuo apvyniotos nukleosomos ir palengvina transkripcijos faktorių bei polimerazių sąveiką su DNR ir sustiprina genų transkripcijos procesą. |
Santrauka – DNR prieš histono metilinimą
Metilinimas yra procesas, kurio metu metilo grupė pridedama prie molekulės, tokios kaip DNR ar b altymas. Genetikos kontekste DNR metilinimas ir histono metilinimas tiesiogiai veikia geno transkripcijos reguliavimą ir kontroliuoja ląstelių genų ekspresiją. DNR metilinimo ir histono metilinimo reakcijas katalizuoja atitinkamai DNR ir histono metiltransferazė. Kai prie DNR pridedama metilo grupė, tai žinoma kaip DNR metilinimas, o kai metilo grupė pridedama prie histono b altymo aminorūgščių, tai vadinama histono metilinimu. Tai yra skirtumas tarp DNR ir histono metilinimo.
Atsisiųsti DNR ir histono metilinimo PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatų pastabose. Atsisiųskite PDF versiją čia. Skirtumas tarp DNR ir histono metilinimo
