Diferența cheie dintre metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor este că metilarea ADN-ului are ca rezultat baze ADN metilate care duc la inactivarea genelor, în timp ce acetilarea histonelor este o modificare a proteinelor histonelor asociate cu structura nucleozomului.
Modificările epigenetice sunt modificări care au ca rezultat reglarea expresiei genelor fără a provoca nicio modificare a secvenței native a ADN-ului. În acest sens, două modificări chimice principale, metilarea ADN-ului și modificarea histonelor, au loc pentru a provoca schimbări de orientare în ADN, ducând la activarea sau inactivarea expresiei genelor.
Ce este metilarea ADN-ului?
Metilarea ADN-ului este o modificare epigenetică principală care are loc în celule. Alterează sau reglează expresia genelor. În acest fenomen, bazele ADN sunt metilate cu ajutorul metil transferazelor. Grupările metil sunt transferate din S-adenozil metionină. Metilarea aleatorie a bazelor ADN duce la inactivarea expresiei genelor. Când metilarea ADN-ului are loc în regiuni reglatoare ale ADN-ului, cum ar fi secvențele promotoare, insulele CpG, elementele de reglare proximale și distale, aceste secvențe sunt modificate, ducând la pierderea funcției acelor regiuni reglatoare. Ca rezultat, factorii de transcripție nu se vor lega așa cum era de așteptat și are loc inactivarea sau reglarea în jos a expresiei genelor la nivel transcripțional. În plus, aceste modificări ale ADN-ului vor reduce, de asemenea, afinitatea ARN polimerazei pentru a rămâne stabile în timpul procesului de transcripție.
Figura 01: Metilarea ADN
Metilarea ADN-ului sau hipermetilarea regiunilor ADN duce, de asemenea, la amprentarea genomică, care este un proces important în tăcere genele selectate ca metodă de reglare a expresiei genelor. Mutațiile activează metilarea ADN-ului în gene. Factorii de mediu, stresul, dieta, alcoolul și alți factori exogeni activează, de asemenea, metilarea ADN-ului. De exemplu, un model alimentar prelungit care conține o compoziție ridicată de donatori de metil poate duce la hiperactivarea metilării ADN-ului, în timp ce un model alimentar prelungit care constituie concentrații foarte scăzute de donatori de metil poate duce la demetilarea ADN-ului..
Ce este acetilarea histonelor?
Modificarea histonelor este un alt tip de modificare epigenetică care determină reglarea genelor. Există multe modificări chimice diferite care au loc asupra diferitelor proteine histone asociate cu formarea nucleozomilor în timpul organizării cromozomiale a eucariotelor. Aceste modificări includ fosforilarea, acetilarea, metilarea, glicozilarea și ubiquitinarea.
Figura 02: Acetilarea histonelor
Acetilarea histonelor este mediată de enzimele acetil transferază care acetilează reziduurile de aminoacizi ale diferitelor subunități de histonă. Resturile de aminoacizi de lizină ale proteinelor histonice sunt ușor acetilate. În urma acetilării, are loc decondensarea, producând o structură mai deschisă. Acest lucru va permite ADN-ului să fie expus mai mult pentru activarea transcripțională. Această schimbare de orientare cauzată de decondensarea structurii nucleozomului va permite ARN polimerazei și factorilor de transcripție să fie recrutați cu ușurință pentru a iniția transcripția. În schimb, atunci când are loc deacetilarea histonelor, structura nucleozomului suferă condensare, ceea ce va împiedica activarea transcripției.
Care sunt asemănările dintre metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor?
- Ambele sunt modificări epigenetice care au loc pentru a regla expresia genelor.
- Ambele au loc numai la eucariote.
- Mai mult, modificări chimice ca urmare a unei activități enzimatice au loc în ambele scenarii.
- Factorii exogeni, cum ar fi mediul, stresul, dieta și alcoolul reglează ambele procese.
- Ambele procese nu vor duce la nicio modificare a secvenței ADN.
- Aceste procese au loc în nucleu.
Care este diferența dintre metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor?
Metilarea ADN și acetilarea histonelor sunt ambele modificări epigenetice. Cu toate acestea, în timp ce metilarea ADN-ului are loc la nivel de ADN, acetilarea histonelor este o modificare chimică covalentă care are loc în proteine ca o modificare post-translațională a proteinelor histonelor. Deci, aceasta este diferența cheie dintre metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor. Metilarea ADN inactivează transcripția în timp ce inhibă inițierea transcripției și reduce stabilitatea ARN. În schimb, acetilarea histonelor va duce la decondensarea nucleozomului, ducând la activarea transcripției.
Infograficul de mai jos prezintă diferențele dintre metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor în formă tabelară pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Metilarea ADN-ului vs acetilarea histonelor
Modificările epigenetice sunt esențiale pentru a aduce multă diversitate căii de exprimare a genelor, facilitând reglarea ca răspuns la fluctuațiile mediului. Metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor sunt două tipuri principale de mecanisme epigenetice care inactivează și, respectiv, activează expresia genelor. Deși ambele mecanisme nu modifică secvența ADN-ului, el participă la crearea modificărilor orientative ale ADN-ului care fie promovează, fie inhibă expresia genelor. Metilarea ADN are ca rezultat modificarea bazelor ADN prin metilarea acestora. Spre deosebire de aceasta, acetilarea histonelor este acetilarea reziduurilor de aminoacizi selectate, conducând la cromatina decondensată. Aceste mecanisme sunt activate ca răspuns la stimuli și joacă un rol important în reglarea expresiei unei anumite gene. Astfel, aceasta rezumă diferența dintre metilarea ADN-ului și acetilarea histonelor.
