Forskel mellem DNA og histonmetylering

Nøgleforskel - DNA vs Histon-methylering
 

Methylering er en biologisk proces, hvorved en methylgruppe (CH₃) sættes til et molekyle og modificeres for at forstærke eller undertrykke dens aktivitet. I forbindelse med genetik kan methylering forekomme i to niveauer: DNA-methylering og histonmethylering. Begge processer påvirker direkte transkriptionsprocessen for gener og kontrollerer ekspressionen af ​​gener. Ved DNA-methylering sættes en methylgruppe enten til cytosin eller adenin-nukleotid af DNA-molekylet, som modificerer de to nukleotidrester til at undertrykke funktionen af ​​genet transkription og forhindre ekspression af gener. Ved histonmethylering sættes en methylgruppe til aminosyrerne i histonproteinet. Dette er den vigtigste forskel mellem DNA og histonmethylering.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er DNA-methylering
3. Hvad er Histon Methylation
4. Ligheder mellem DNA og histonmetylering
5. Sammenligning side ved side - DNA vs histonmetylering i tabelform
6. Resume

Hvad er DNA-methylering?

Den epigenetiske proces, hvormed methylgrupper sættes til et DNA-molekyle for at kontrollere ekspressionen af ​​gener, er kendt som DNA-methylering. DNA-methylering ændrer ikke DNA-sekvensen, men påvirker aktiviteten af ​​DNA. Denne proces er nødvendig for den normale udvikling af en organisme og er knyttet til mange vigtige processer i kroppen, som inkluderer bevarelse af kromosomstabilitet, embryonal udvikling, kræftfremkaldelse, ældning, x-kromosominaktivering og undertrykkelse af transposible elementer. Når methyleringsprocessen forekommer ved en promotorregion af et gen, er den involveret i undertrykkelsen af ​​gentranskription. Et DNA-molekyle består af en kombination af fire (04) nukleotider: adenin, guanin, thymin og cytosin. Ud af de fire baser af DNA kan adenin og cytosin methyleres. Under DNA-methylering sættes en methylgruppe til 5^th carbon i cytosinringen for at omdanne cytosinbasen til 5-methylcytosin. Denne cytosinrestmodificeringsproces katalyseres af et enzym kendt som DNA-methyltransferase. En modificeret cytosinbase er til stede ved siden af ​​en guaninbase. Derfor er modificerede cytosinbaser til stede i den dobbelte spiralformede struktur af DNA diagonalt til hinanden på modsatte DNA-strenge.

Figur 01: DNA-methylering

Adenin-methylering er en proces, der findes i planter, bakterier og pattedyr. DNA-methylering af planter og andre organismer findes i tre forskellige sekvenskontekster. De er CG, CHH og CHG, hvor H refererer til enten adenin, thymin eller cytosin.

Hvad er Histon Methylation?

Histone er et protein, der udgør nukleosomet, som er den strukturelle enhed i det eukaryote kromosom. Nukleosomet vikler sig om DNA-dobbelt helix, hvilket resulterer i dannelse af kromosomer. Histon-methylering er en proces, der overfører methylgrupper til aminosyrerne i histonproteinet. DNA'et vikles omkring to sæt af identiske histonproteiner kaldet en proteinokamer. De fire typer histonproteiner (hver to kopier) involveret i denne formation er H2A, H2b, H3 og H4. Disse fire typer histonproteiner består af en haleforlængelse. Disse haleforlængelser fungerer som målene for nukleosommodifikation ved methylering. Aktivering og inaktivering af DNA afhænger meget af haleresten, der er methyleret, og dens kapacitet til methylering.

Figur 02: Histonmetylering

Methylering af histoner påvirker direkte transkription af gener. Det har evnen til enten at forøge eller formindske processen, der afhænger af typen af ​​aminosyrer i histonproteinet, der skal methyleres, og af antallet af tilknyttede methylgrupper. Transkriptionsprocessen forbedres på grund af nogle methyleringsreaktioner, der svækker de tilstedeværende bindinger mellem histonhaler og DNA. Dette forekommer på grund af aktivering af afviklingsprocessen af ​​DNA fra nukleosomet, hvilket letter samspillet mellem transkriptionsfaktorer, polymeraser og DNA. Denne proces er et kritisk trin i reguleringen af ​​genekspression og resulterer i ekspression af forskellige gener af forskellige celler. Methylering af histonproteiner forekommer på halerester, hyppigst på lysin (K) rester af histonhaler af H3 og H4 og også på arginin (R). Lysin og arginin er aminosyrer. Histone methyltransferase er et enzym, der bruges til at overføre methylgrupper til lysin og arginin, haleresterne af H3- og H4-histonproteiner.

Hvad er ligheden mellem DNA og histonmetylering?

• I begge processer tilsættes methylgrupper.

Hvad er forskellen mellem DNA og histonmetylering?

DNA vs histon-methylering
Tilsætning af en methylgruppe til cytosin- eller adenin-nukleotider af et DNA-molekyle er kendt som DNA-methylering.	Overførsel af methylgrupper til aminosyrerne i histonproteinerne er kendt som histon-methylering.
Katalysator
Tilsætningen af ​​methylgruppe til cytosinresten katalyseres af DNA-methyltransferase.	Reaktionen, der overfører methylgrupper til aminosyren i histonprotein, katalyseres af histonmethyltransferase.
Fungere
Hvis DNA-methylering forekommer i promotorområdet af et gen, undertrykker det transkriptionen af ​​gener og forhindrer genekspression.	Hvis histonmetylering forekommer, fremmer det opspolingen af ​​DNA fra det indpakket nukleosom og letter interaktionen af ​​transkriptionsfaktorer og polymeraser med DNA og forbedrer gentranskriptionsprocessen.

Sammendrag - DNA vs histonmetylering

Methylering er en proces, ved hvilken en methylgruppe sættes til et molekyle som DNA eller protein. I forbindelse med genetik påvirker DNA-methylering og histonmethylering direkte reguleringen af ​​transkription af et gen og styrer genekspressionen af ​​celler. Reaktionerne af DNA-methylering og histonmethylering katalyseres af henholdsvis DNA og histon methyltransferase. Når en methylgruppe sættes til DNA, er det kendt som DNA-methylering, og når en methylgruppe sættes til aminosyrer i histonproteinet, kaldes det histonmethylering. Dette er forskellen mellem DNA og histonmethylering.

Download PDF-version af DNA og Histon Methylation

Du kan downloade PDF-version af denne artikel og bruge den til offline-formål som angivet citatnotater. Download PDF-version her Forskel mellem DNA og Histon Methylation

Referencer:

1. Rose, Nathan R. og Robert J. Klose. ”At forstå forholdet mellem DNA-methylering og histonlysin-methylering.” Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier Pub. Co, december 2014, tilgængelig her. Åbnede 29. august 2017
2. Kondo, Yutaka. "Epigenetisk tværgående tale mellem DNA-methylering og histonmodifikationer i humane kræft." Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31. august 2009, tilgængelig her. Åbnede 29. august 2017

Billede høflighed:

1. “DNA-methylering” af Mariuswalter - Eget arbejde (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. “Figur 16 03 02” Af CNX OpenStax (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia