Verschil tussen DNA en Histon methylatie

Belangrijkste verschil - DNA vs Histon methylatie
 

Methylering is een biologisch proces waarbij een methylgroep (CH₃) wordt aan een molecuul toegevoegd en gemodificeerd om de activiteit ervan te versterken of te onderdrukken. In de context van genetica kan methylatie op twee niveaus voorkomen: DNA-methylatie en histon-methylatie. Beide processen beïnvloeden rechtstreeks het transcriptieproces van genen en regelen de expressie van genen. Bij DNA-methylatie wordt een methylgroep aan cytosine of adenine-nucleotide van het DNA-molecuul toegevoegd, die de twee nucleotide-residuen modificeert om de functie van gentranscriptie te onderdrukken en de expressie van genen te voorkomen. Bij histon-methylering wordt een methylgroep aan de aminozuren van het histon-eiwit toegevoegd. Dit is het belangrijkste verschil tussen DNA en histon methylatie.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is DNA-methylatie
3. Wat is Histon methylatie
4. Overeenkomsten tussen DNA en Histon methylatie
5. Vergelijking zij aan zij - DNA vs histon-methylering in tabelvorm
6. Samenvatting

Wat is DNA-methylatie?

Het epigenetische proces waarbij methylgroepen worden toegevoegd aan een DNA-molecuul om de expressie van genen te reguleren is bekend als DNA-methylatie. DNA-methylatie verandert de volgorde van het DNA niet, maar beïnvloedt de activiteit van DNA. Dit proces is noodzakelijk voor de normale ontwikkeling van een organisme en is gekoppeld aan vele belangrijke processen van het lichaam, waaronder het behoud van chromosoomstabiliteit, embryonale ontwikkeling, carcinogenese, veroudering, x-chromosoominactivering en onderdrukking van transponeerbare elementen. Wanneer het methyleringsproces plaatsvindt in een promotergebied van een gen, is het betrokken bij de repressie van gentranscriptie. Een DNA-molecuul bestaat uit een combinatie van vier (04) nucleotiden: adenine, guanine, thymine en cytosine. Van de vier basen van DNA kunnen adenine en cytosine worden gemethyleerd. Tijdens DNA-methylatie wordt een methylgroep aan de 5 toegevoegd^th koolstof van de cytosine-ring om de cytosinebase in 5-methylcytosine om te zetten. Dit cytosine-residu-modificatieproces wordt gekatalyseerd door een enzym dat bekend staat als DNA-methyltransferase. Een gemodificeerde cytosinebase is aanwezig naast een guaninebase. Daarom zijn in de dubbele helixstructuur van DNA gemodificeerde cytosine-basen diagonaal ten opzichte van elkaar aanwezig op tegenovergestelde DNA-strengen.

Figuur 01: DNA-methylatie

Adenine methylatie is een proces dat wordt gevonden in planten, bacteriën en zoogdieren. DNA-methylatie van planten en andere organismen wordt gevonden in drie verschillende sequentiecontexten. Het zijn CG, CHH en CHG, waarbij H verwijst naar Adenine, Thymine of Cytosine.

Wat is Histon methylatie?

Histon is een eiwit dat het nucleosoom vormt, de structurele eenheid van het eukaryotische chromosoom. Het nucleosoom omhult zich rond de dubbele DNA-helix die resulteert in de vorming van chromosomen. Histon methylatie is een proces dat methylgroepen overbrengt naar de aminozuren van het histon eiwit. Het DNA wordt rond twee reeksen identieke histone-eiwitten gewikkeld die worden aangeduid als een eiwitoctameer. De vier soorten histoneiwitten (elk twee kopieën) die bij deze formatie betrokken zijn, zijn H2A, H2b, H3 en H4. Deze vier soorten histoneiwitten bestaan ​​uit een staartverlenging. Deze staartverlengingen werken als de doelwitten van nucleosoommodificatie door methylatie. De activering en inactivatie van DNA hangen in hoge mate af van het residu van de staart dat gemethyleerd is en de capaciteit van methylatie.

Figuur 02: Histon methylatie

Methylering van histonen beïnvloedt direct de transcriptie van genen. Het heeft het vermogen om het proces te verhogen of te verlagen, dat afhangt van het type aminozuren in het histone-eiwit dat gemethyleerd moet worden en van het aantal verbonden methylgroepen. Het transcriptieproces wordt versterkt door enkele methyleringsreacties die de aanwezige bindingen tussen histonstaarten en DNA verzwakken. Dit gebeurt vanwege het mogelijk maken van het onwikkelproces van DNA uit het nucleosoom dat de interactie tussen de transcriptiefactoren, polymerasen en DNA vergemakkelijkt. Dit proces is een cruciale stap in de regulatie van genexpressie en resulteert in de expressie van verschillende genen door verschillende cellen. Methylering van histoneiwitten vindt plaats op staartresiduen, meestal op lysine (K) -residuen van histonstaarten van H3 en H4 en ook op arginine (R). Lysine en arginine zijn aminozuren. Histon-methyltransferase is een enzym dat wordt gebruikt om methylgroepen over te brengen naar lysine en arginine, de staartresiduen van H3- en H4-histoneiwitten.

Wat is de overeenkomst tussen DNA en histon methylatie?

• In beide processen worden methylgroepen toegevoegd.

Wat is het verschil tussen DNA en Histon methylatie?

DNA vs Histon methylatie
Toevoeging van een methylgroep aan cytosine of adenine-nucleotiden van een DNA-molecuul is bekend als DNA-methylatie.	Overdracht van methylgroepen naar de aminozuren van de histoneiwitten is bekend als histon methylatie.
Catalyst
De toevoeging van methylgroep aan het cytosineresidu wordt gekatalyseerd door DNA-methyltransferase.	De reactie die methylgroepen overdraagt ​​naar het aminozuur van het histon-eiwit wordt gekatalyseerd door histon-methyltransferase.
Functie
Als DNA-methylatie plaatsvindt in het promotergebied van een gen, onderdrukt het de transcriptie van genen en voorkomt het genexpressie.	Als histon-methylatie optreedt, bevordert dit het afwikkelen van DNA uit het ingepakte nucleosoom en vergemakkelijkt het de interactie van transcriptiefactoren en polymerasen met DNA en verbetert het het transcriptieproces van genen.

Samenvatting - DNA versus Histon methylatie

Methylering is een proces waarbij een methylgroep wordt toegevoegd aan een molecuul zoals DNA of eiwit. In de context van genetica beïnvloeden DNA-methylatie en histon-methylering rechtstreeks de regulatie van transcriptie van een gen en regelen ze de genexpressie van cellen. De reacties van DNA-methylatie en histon methylatie worden gekatalyseerd door respectievelijk DNA en histon methyltransferase. Wanneer een methylgroep aan DNA wordt toegevoegd, is dit bekend als DNA-methylatie en wanneer een methylgroep aan aminozuren van het histon-eiwit wordt toegevoegd, is het bekend als histon-methylatie. Dit is het verschil tussen DNA en histon methylatie.

Download de PDF-versie van DNA en Histon-methylering

U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden, zoals per citaatnotitie. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen DNA en Histon-methylering

Referenties:

1. Rose, Nathan R. en Robert J. Klose. "Inzicht in de relatie tussen DNA-methylatie en histone lysine methylatie." Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier Pub. Co, december 2014, Beschikbaar Hier. Toegankelijk 29 augustus 2017
2. Kondo, Yutaka. "Epigenetische cross-talk tussen DNA-methylatie en Histon-modificaties bij humane kankers." Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31 augustus 2009, Beschikbaar Hier. Toegankelijk 29 augustus 2017

Afbeelding met dank aan:

1. "DNA-methylatie" door Mariuswalter - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Afbeelding 16 03 02" Door CNX OpenStax (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia