ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնացետիլացման հիմնական տարբերությունն այն է, որ ԴՆԹ-ի մեթիլացումը հանգեցնում է մեթիլացված ԴՆԹ հիմքերի, որոնք հանգեցնում են գենի ապաակտիվացման, մինչդեռ հիստոնային ացետիլացումը նուկլեոսոմի կառուցվածքի հետ կապված հիստոնային սպիտակուցների փոփոխությունն է:
Էպիգենետիկ փոփոխությունները փոփոխություններ են, որոնք հանգեցնում են գեների արտահայտման կարգավորման՝ առանց ԴՆԹ-ի բնիկ հաջորդականության որևէ փոփոխության: Այս առումով երկու հիմնական քիմիական փոփոխություններ՝ ԴՆԹ-ի մեթիլացում և հիստոնային մոդիֆիկացում, տեղի են ունենում ԴՆԹ-ում կողմնորոշիչ փոփոխություններ առաջացնելու համար, ինչը հանգեցնում է գեների արտահայտման ակտիվացման կամ ապաակտիվացման:
Ի՞նչ է ԴՆԹ-ի մեթիլացումը:
ԴՆԹ-ի մեթիլացումը հիմնական էպիգենետիկ փոփոխությունն է, որը տեղի է ունենում բջիջներում: Այն փոխում կամ կարգավորում է գեների արտահայտությունը: Այս երեւույթում ԴՆԹ-ի հիմքերը մեթիլացվում են մեթիլ տրանսֆերազների օգնությամբ։ Մեթիլ խմբերը փոխանցվում են S-ադենոզիլ մեթիոնինից։ ԴՆԹ-ի հիմքերի պատահական մեթիլացումը հանգեցնում է գենի արտահայտման ապաակտիվացմանը: Երբ ԴՆԹ-ի մեթիլացումը տեղի է ունենում ԴՆԹ-ի կարգավորող շրջաններում, ինչպիսիք են պրոմոտորների հաջորդականությունները, CpG կղզիները, պրոքսիմալ և հեռավոր կարգավորիչ տարրերը, այդ հաջորդականությունները փոփոխվում են՝ հանգեցնելով այդ կարգավորող շրջանների ֆունկցիայի կորստի: Արդյունքում, տրանսկրիպցիոն գործոնները չեն կապվի այնպես, ինչպես սպասվում էր, և տեղի է ունենում գեների արտահայտման անակտիվացում կամ անկարգավորում տրանսկրիպցիոն մակարդակում: Ավելին, ԴՆԹ-ի այս փոփոխությունները նաև կնվազեցնեն ՌՆԹ պոլիմերազի մերձեցությունը՝ տրանսկրիպցիայի գործընթացում կայուն մնալու համար:
Նկար 01. ԴՆԹ մեթիլացում
ԴՆԹ-ի մեթիլացումը կամ ԴՆԹ-ի շրջանների հիպերմեթիլացումը նույնպես հանգեցնում է գենոմային տպագրության, որը կարևոր գործընթաց է ընտրված գեների խլացման համար՝ որպես գեների արտահայտումը կարգավորելու մեթոդ: Մուտացիաները ակտիվացնում են ԴՆԹ-ի մեթիլացումը գեներում: Բնապահպանական գործոնները, սթրեսը, սննդակարգը, ալկոհոլը և այլ էկզոգեն գործոններ նույնպես ակտիվացնում են ԴՆԹ-ի մեթիլացումը։ Օրինակ, մեթիլ դոնորների բարձր բաղադրությամբ պարունակվող երկարատև սննդակարգը կարող է հանգեցնել ԴՆԹ-ի մեթիլացման հիպերակտիվացմանը, մինչդեռ մեթիլ դոնորների շատ ցածր կոնցենտրացիաներ պարունակող երկարատև սննդակարգը կարող է հանգեցնել ԴՆԹ-ի դեմեթիլացման::
Ի՞նչ է հիստոնային ացետիլացումը:
Հիստոնային մոդիֆիկացիան էպիգենետիկ մոդիֆիկացիայի մեկ այլ տեսակ է, որն առաջացնում է գեների կարգավորում:Կան բազմաթիվ տարբեր քիմիական փոփոխություններ, որոնք տեղի են ունենում տարբեր հիստոնային սպիտակուցների վրա, որոնք կապված են նուկլեոսոմների ձևավորման հետ էուկարիոտների քրոմոսոմային կազմակերպման ժամանակ: Այս փոփոխությունները ներառում են ֆոսֆորիլացում, ացետիլացում, մեթիլացում, գլիկոզիլացում և ուբիկվիտինացիա:
Նկար 02. Հիստոնային ացետիլացում
Հիստոնային ացետիլացումը կատարվում է ացետիլ տրանսֆերազայի ֆերմենտների միջոցով, որոնք ացետիլացնում են տարբեր հիստոնային ենթամիավորների ամինաթթուների մնացորդները: Հիստոնային սպիտակուցների լիզինային ամինաթթուների մնացորդները հեշտությամբ ացետիլացվում են: Ացետիլացումից հետո տեղի է ունենում խտացում՝ առաջացնելով ավելի բաց կառուցվածք։ Սա թույլ կտա ԴՆԹ-ին ավելի շատ բացահայտվել տրանսկրիպցիոն ակտիվացման համար: Այս կողմնորոշման փոփոխությունը, որն առաջացել է նուկլեոսոմի կառուցվածքի խտացումից, թույլ կտա ՌՆԹ պոլիմերազին և տրանսկրիպցիոն գործոններին հեշտությամբ հավաքագրել տրանսկրիպցիան սկսելու համար:Ի հակադրություն, երբ հիստոնների դեացետիլացումը տեղի է ունենում, նուկլեոսոմի կառուցվածքը ենթարկվում է խտացման, ինչը կկանխի տրանսկրիպցիայի ակտիվացումը:
Որո՞նք են նմանությունները ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնային ացետիլացման միջև:
- Երկուսն էլ էպիգենետիկ փոփոխություններ են, որոնք տեղի են ունենում գեների արտահայտումը կարգավորելու համար:
- Երկուսն էլ տեղի են ունենում միայն էուկարիոտներում։
- Ավելին, ֆերմենտային ակտիվության արդյունքում քիմիական փոփոխությունները տեղի են ունենում երկու սցենարներում:
- Էկզոգեն գործոնները, ինչպիսիք են շրջակա միջավայրը, սթրեսը, դիետան և ալկոհոլը, կարգավորում են երկու գործընթացները:
- Երկու գործընթացներն էլ ԴՆԹ-ի հաջորդականության որևէ փոփոխության չեն հանգեցնի:
- Այս գործընթացները տեղի են ունենում միջուկում։
Ո՞րն է տարբերությունը ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնային ացետիլացման միջև:
ԴՆԹ մեթիլացումը և հիստոնային ացետիլացումը երկուսն էլ էպիգենետիկ փոփոխություններ են:Այնուամենայնիվ, մինչդեռ ԴՆԹ-ի մեթիլացումը տեղի է ունենում ԴՆԹ-ի մակարդակում, հիստոնային ացետիլացումը քիմիական կովալենտային փոփոխություն է, որը տեղի է ունենում սպիտակուցներում՝ որպես հիստոնային սպիտակուցների հետթարգմանական փոփոխություն: Այսպիսով, սա հիմնական տարբերությունն է ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնային ացետիլացման միջև: ԴՆԹ-ի մեթիլացումն ապաակտիվացնում է տրանսկրիպցիան՝ միաժամանակ արգելակելով տրանսկրիպցիան սկսելը և նվազեցնելով ՌՆԹ կայունությունը: Ի հակադրություն, հիստոնային ացետիլացումը կհանգեցնի նուկլեոսոմի դեխտացմանը՝ հանգեցնելով տրանսկրիպցիայի ակտիվացման:
Ստորև բերված ինֆոգրաֆիկան ներկայացնում է տարբերությունները ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնային ացետիլացման միջև աղյուսակային տեսքով՝ կողք կողքի համեմատելու համար:
Ամփոփում – ԴՆԹ մեթիլացում ընդդեմ հիստոնային ացետիլացման
Էպիգենետիկ մոդիֆիկացիաները կարևոր են գեների արտահայտման ճանապարհին մեծ բազմազանություն բերելու համար՝ հեշտացնելով կարգավորումը՝ ի պատասխան շրջակա միջավայրի տատանումների: ԴՆԹ-ի մեթիլացումը և հիստոնային ացետիլացումը էպիգենետիկ մեխանիզմների երկու հիմնական տեսակներն են, որոնք համապատասխանաբար ապաակտիվացնում և ակտիվացնում են գենի արտահայտությունը:Թեև երկու մեխանիզմներն էլ չեն փոխում ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը, այն մասնակցում է ԴՆԹ-ի կողմնորոշիչ փոփոխությունների ստեղծմանը, որոնք կա՛մ խթանում են, կա՛մ արգելակում գեների արտահայտությունը: ԴՆԹ-ի մեթիլացումը հանգեցնում է ԴՆԹ-ի հիմքերի փոփոխմանը` դրանց մեթիլացման միջոցով: Ի հակադրություն, հիստոնային ացետիլացումը ընտրված ամինաթթուների մնացորդների ացետիլացումն է, ինչը հանգեցնում է խտացված քրոմատինի: Այս մեխանիզմներն ակտիվանում են ի պատասխան գրգռիչների և կարևոր դեր են խաղում որոշակի գենի արտահայտման կարգավորման գործում: Այսպիսով, սա ամփոփում է տարբերությունը ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնային ացետիլացման միջև:
