تفاوت کلیدی – DNA در مقابل متیلاسیون هیستون
متیلاسیون فرآیندی بیولوژیکی است که طی آن یک گروه متیل (CH3) به یک مولکول اضافه می شود و برای تقویت یا سرکوب فعالیت آن اصلاح می شود. در زمینه ژنتیک، متیلاسیون می تواند در دو سطح رخ دهد: متیلاسیون DNA و متیلاسیون هیستون. هر دو فرآیند مستقیماً بر روند رونویسی ژن ها تأثیر می گذارند و بیان ژن ها را کنترل می کنند. در متیلاسیون DNA، یک گروه متیل یا به سیتوزین یا آدنین نوکلئوتید مولکول DNA اضافه می شود، که این دو باقیمانده نوکلئوتیدی را اصلاح می کند تا عملکرد رونویسی ژن را سرکوب کند و از بیان ژن ها جلوگیری کند.در متیلاسیون هیستون، یک گروه متیل به اسیدهای آمینه پروتئین هیستون اضافه می شود. این تفاوت اصلی بین متیلاسیون DNA و هیستون است.
متیلاسیون DNA چیست؟
فرآیند اپی ژنتیکی که طی آن گروه های متیل به مولکول DNA به منظور کنترل بیان ژن ها اضافه می شوند، به عنوان متیلاسیون DNA شناخته می شود. متیلاسیون DNA توالی DNA را تغییر نمی دهد اما بر فعالیت DNA تأثیر می گذارد. این فرآیند برای رشد طبیعی یک ارگانیسم ضروری است و با بسیاری از فرآیندهای مهم بدن که شامل حفظ ثبات کروموزوم، رشد جنینی، سرطان زایی، پیری، غیرفعال شدن کروموزوم x و سرکوب عناصر قابل انتقال است، مرتبط است. هنگامی که فرآیند متیلاسیون در ناحیه پروموتر یک ژن اتفاق می افتد، در سرکوب رونویسی ژن نقش دارد. یک مولکول DNA از ترکیبی از چهار نوکلئوتید (04) تشکیل شده است: آدنین، گوانین، تیمین و سیتوزین. از چهار باز DNA، آدنین و سیتوزین می توانند متیله شوند.در طول متیلاسیون DNA، یک گروه متیل به کربن 5 امحلقه سیتوزین اضافه می شود تا باز سیتوزینی را به 5-متیل سیتوزین تبدیل کند. این فرآیند اصلاح باقی مانده سیتوزین توسط آنزیمی به نام DNA متیل ترانسفراز کاتالیز می شود. یک پایه سیتوزینی اصلاح شده در کنار یک پایه گوانین وجود دارد. بنابراین، در ساختار مارپیچ دوگانه DNA، بازهای سیتوزینی اصلاح شده به صورت مورب روی رشته های DNA مخالف یکدیگر قرار دارند.
شکل 01: متیلاسیون DNA
متیلاسیون آدنین فرآیندی است که در گیاهان، باکتری ها و پستانداران یافت می شود. متیلاسیون DNA گیاهان و سایر موجودات در سه زمینه توالی مختلف یافت می شود. آنها CG، CHH و CHG هستند، که در آن H به آدنین، تیمین یا سیتوزین اشاره دارد.
متیلاسیون هیستون چیست؟
هیستون پروتئینی است که نوکلئوزوم را که واحد ساختاری کروموزوم یوکاریوتی است، می سازد. نوکلئوزوم به دور مارپیچ دوگانه DNA می پیچد که منجر به تشکیل کروموزوم می شود. متیلاسیون هیستون فرآیندی است که گروه های متیل را به اسیدهای آمینه پروتئین هیستون منتقل می کند. DNA در اطراف دو مجموعه از پروتئین های هیستونی یکسان به نام اکتامر پروتئینی پیچیده شده است. چهار نوع پروتئین هیستونی (هر کدام دو نسخه) که در این تشکیل دخیل هستند عبارتند از H2A، H2b، H3 و H4. این چهار نوع پروتئین هیستون از امتداد دم تشکیل شده اند. این امتدادهای دم به عنوان اهداف اصلاح نوکلئوزوم توسط متیلاسیون عمل می کنند. فعال شدن و غیرفعال شدن DNA تا حد زیادی به باقیمانده دم متیله شده و ظرفیت متیلاسیون آن بستگی دارد.
شکل 02: متیلاسیون هیستون
متیلاسیون هیستون ها به طور مستقیم بر رونویسی ژن ها تأثیر می گذارد. این توانایی را دارد که فرآیند را افزایش یا کاهش دهد، که به نوع اسیدهای آمینه موجود در پروتئین هیستونی که قرار است متیله شود و تعداد گروه های متیل متصل شده بستگی دارد. فرآیند رونویسی به دلیل برخی واکنش‌های متیلاسیون که پیوندهای موجود بین دم هیستون و DNA را ضعیف می‌کند، افزایش می‌یابد. این به دلیل فعال کردن فرآیند باز کردن DNA از نوکلئوزوم است که تعامل بین فاکتورهای رونویسی، پلیمرازها و DNA را تسهیل می کند. این فرآیند یک مرحله حیاتی در تنظیم بیان ژن است و منجر به بیان ژن های مختلف توسط سلول های مختلف می شود. متیلاسیون پروتئین های هیستون روی بقایای دم، معمولاً روی بقایای لیزین (K) دم هیستونی H3 و H4 و همچنین روی آرژنین (R) رخ می دهد. لیزین و آرژنین اسیدهای آمینه هستند. هیستون متیل ترانسفراز آنزیمی است که برای انتقال گروه های متیل به لیزین و آرژنین، باقی مانده های پروتئین های هیستون H3 و H4 استفاده می شود.
شباهت بین DNA و متیلاسیون هیستون چیست؟
در هر دو فرآیند، گروه‌های متیل اضافه می‌شوند
تفاوت بین DNA و متیلاسیون هیستون چیست؟
DNA در مقابل متیلاسیون هیستون |
|
| افزودن یک گروه متیل به نوکلئوتیدهای سیتوزین یا آدنین یک مولکول DNA به عنوان متیلاسیون DNA شناخته می شود. | انتقال گروه های متیل به اسیدهای آمینه پروتئین های هیستون به عنوان متیلاسیون هیستون شناخته می شود. |
| کاتالیزور | |
| افزودن گروه متیل به باقیمانده سیتوزین توسط DNA متیل ترانسفراز کاتالیز می شود. | واکنشی که گروه های متیل را به اسید آمینه پروتئین هیستون منتقل می کند توسط هیستون متیل ترانسفراز کاتالیز می شود. |
| عملکرد | |
| اگر متیلاسیون DNA در ناحیه پروموتر یک ژن رخ دهد، رونویسی ژن ها را سرکوب کرده و از بیان ژن جلوگیری می کند. | اگر متیلاسیون هیستون رخ دهد، باعث باز شدن DNA از نوکلئوزوم پیچیده می شود و تعامل فاکتورهای رونویسی و پلیمرازها با DNA را تسهیل می کند و روند رونویسی ژن را تقویت می کند. |
خلاصه - DNA در مقابل متیلاسیون هیستون
متیلاسیون فرآیندی است که طی آن یک گروه متیل به مولکولی مانند DNA یا پروتئین اضافه می شود. در زمینه ژنتیک، متیلاسیون DNA و متیلاسیون هیستون به طور مستقیم بر تنظیم رونویسی یک ژن تأثیر می گذارد و بیان ژن سلول ها را کنترل می کند. واکنش های متیلاسیون DNA و متیلاسیون هیستون به ترتیب توسط DNA و هیستون متیل ترانسفراز کاتالیز می شوند.هنگامی که یک گروه متیل به DNA اضافه می شود، به عنوان متیلاسیون DNA شناخته می شود و زمانی که یک گروه متیل به اسیدهای آمینه پروتئین هیستون اضافه می شود، به عنوان متیلاسیون هیستون شناخته می شود. این تفاوت بین متیلاسیون DNA و هیستون است.
دانلود نسخه PDF DNA و متیلاسیون هیستون
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت های نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین متیلاسیون DNA و هیستون
