Հիմնական տարբերություն – ԴՆԹ ընդդեմ հիստոնային մեթիլացիայի
Մեթիլացումը կենսաբանական գործընթաց է, որի միջոցով մեթիլ խումբը (CH3) ավելացվում է մոլեկուլին և փոփոխվում՝ ուժեղացնելու կամ ճնշելու նրա ակտիվությունը: Գենետիկայի համատեքստում մեթիլացումը կարող է տեղի ունենալ երկու մակարդակով՝ ԴՆԹ-ի մեթիլացում և հիստոնային մեթիլացում: Երկու գործընթացներն էլ ուղղակիորեն ազդում են գեների տրանսկրիպցիոն գործընթացի վրա և վերահսկում գեների արտահայտումը։ ԴՆԹ-ի մեթիլացման ժամանակ մեթիլ խումբ է ավելացվում ԴՆԹ-ի մոլեկուլի կամ ցիտոզինի կամ ադենինի նուկլեոտիդին, որը փոփոխում է երկու նուկլեոտիդային մնացորդները՝ ճնշելու գեների տրանսկրիպցիոն գործառույթը և կանխելու գեների արտահայտումը:Հիստոնային մեթիլացման ժամանակ հիստոնային սպիտակուցի ամինաթթուներին ավելացվում է մեթիլ խումբ։ Սա ԴՆԹ-ի և հիստոնային մեթիլացման հիմնական տարբերությունն է:
Ի՞նչ է ԴՆԹ-ի մեթիլացումը:
Էպիգենետիկ գործընթացը, որով մեթիլ խմբերը ավելացվում են ԴՆԹ-ի մոլեկուլին՝ գեների արտահայտումը վերահսկելու համար, հայտնի է որպես ԴՆԹ մեթիլացում: ԴՆԹ-ի մեթիլացումը չի փոխում ԴՆԹ-ի հաջորդականությունը, այլ ազդում է ԴՆԹ-ի գործունեության վրա: Այս գործընթացն անհրաժեշտ է օրգանիզմի բնականոն զարգացման համար և կապված է օրգանիզմի բազմաթիվ կարևոր գործընթացների հետ, որոնք ներառում են քրոմոսոմների կայունության պահպանումը, սաղմի զարգացումը, քաղցկեղածինությունը, ծերացումը, x-քրոմոսոմների ապաակտիվացումը և փոխադրվող տարրերի ճնշումը: Երբ մեթիլացման պրոցեսը տեղի է ունենում գենի խթանող շրջանում, այն մասնակցում է գենի տրանսկրիպցիայի ճնշմանը: ԴՆԹ-ի մոլեկուլը բաղկացած է չորս (04) նուկլեոտիդներից՝ ադենին, գուանին, թիմին և ցիտոզին: ԴՆԹ-ի չորս հիմքերից ադենինը և ցիտոզինը կարող են մեթիլացվել:ԴՆԹ-ի մեթիլացման ժամանակ մեթիլ խումբ է ավելացվում ցիտոզինային օղակի 5-րդ ածխածնին՝ ցիտոզինային բազան վերածելու 5-մեթիլցիտոզինի։ Ցիտոզինի մնացորդի փոփոխման այս գործընթացը կատալիզացվում է ԴՆԹ մեթիլտրանսֆերազ անունով հայտնի ֆերմենտի կողմից: Գուանինային բազայի կողքին առկա է փոփոխված ցիտոզինային բազա: Հետևաբար, ԴՆԹ-ի կրկնակի պարուրաձև կառուցվածքում մոդիֆիկացված ցիտոզինային հիմքերը գտնվում են միմյանցից անկյունագծով հակառակ ԴՆԹ շղթաների վրա:
Նկար 01. ԴՆԹ մեթիլացում
Ադենինի մեթիլացումը հայտնաբերվում է բույսերի, բակտերիաների և կաթնասունների մոտ: Բույսերի և այլ օրգանիզմների ԴՆԹ մեթիլացումը հայտնաբերվում է երեք տարբեր հաջորդականության համատեքստում: Դրանք CG, CHH և CHG են, որտեղ H-ն վերաբերում է կամ ադենինին, թիմինին կամ ցիտոսինին:
Ի՞նչ է հիստոնի մեթիլացումը:
Հիստոնը սպիտակուց է, որը կազմում է նուկլեոսոմը, որը էուկարիոտիկ քրոմոսոմի կառուցվածքային միավորն է։ Նուկլեոսոմը փաթաթվում է ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրով, ինչը հանգեցնում է քրոմոսոմների ձևավորմանը: Հիստոնային մեթիլացումը գործընթաց է, որը մեթիլ խմբերը փոխանցում է հիստոնային սպիտակուցի ամինաթթուներին: ԴՆԹ-ն փաթաթված է երկու նույնական հիստոնային սպիտակուցների շուրջ, որոնք կոչվում են սպիտակուցային օկտամեր: Հիստոնային սպիտակուցների չորս տեսակները (յուրաքանչյուրը երկու օրինակ) ներգրավված են այս ձևավորման մեջ՝ H2A, H2b, H3 և H4: Այս չորս տեսակի հիստոնային սպիտակուցները բաղկացած են պոչի երկարացումից: Այս պոչի երկարացումները գործում են որպես մեթիլացման միջոցով նուկլեոսոմների փոփոխման թիրախ: ԴՆԹ-ի ակտիվացումը և ապաակտիվացումը մեծապես կախված են մեթիլացված պոչի մնացորդից և դրա մեթիլացման կարողությունից:
Նկար 02. Հիստոնի մեթիլացում
Հիստոնների մեթիլացումն ուղղակիորեն ազդում է գեների տրանսկրիպացիայի վրա։ Այն կարող է մեծացնել կամ նվազեցնել գործընթացը, ինչը կախված է մեթիլացված հիստոնային սպիտակուցի ամինաթթուների տեսակից և կցված մեթիլ խմբերի քանակից: Տրանսկրիպցիայի գործընթացը բարելավվում է որոշ մեթիլացման ռեակցիաների պատճառով, որոնք թուլացնում են հիստոնային պոչերի և ԴՆԹ-ի միջև առկա կապերը: Դա տեղի է ունենում նուկլեոսոմից ԴՆԹ-ի անջատման գործընթացի հնարավորության շնորհիվ, ինչը հեշտացնում է տրանսկրիպցիոն գործոնների, պոլիմերազների և ԴՆԹ-ի փոխազդեցությունը: Այս գործընթացը կարևոր քայլ է գեների արտահայտման կարգավորման գործում և հանգեցնում է տարբեր բջիջների կողմից տարբեր գեների արտահայտմանը: Հիստոնային սպիտակուցների մեթիլացումը տեղի է ունենում պոչի մնացորդների վրա, առավել հաճախ՝ H3 և H4 հիստոնային պոչերի լիզինի (K) մնացորդների վրա, ինչպես նաև արգինինի (R) վրա: Լիզինը և արգինինը ամինաթթուներ են: Հիստոն մեթիլտրանսֆերազը ֆերմենտ է, որն օգտագործվում է մեթիլ խմբերը լիզին և արգինին տեղափոխելու համար՝ H3 և H4 հիստոնային սպիտակուցների պոչի մնացորդները:
Ո՞րն է նմանությունը ԴՆԹ-ի և հիստոնային մեթիլացման միջև:
Երկու գործընթացներում էլ ավելացվում են մեթիլ խմբեր։
Ո՞րն է տարբերությունը ԴՆԹ-ի և հիստոնային մեթիլացման միջև:
ԴՆԹ ընդդեմ հիստոնային մեթիլացման |
|
| Մեթիլ խմբի ավելացումը ԴՆԹ-ի մոլեկուլի ցիտոզինի կամ ադենինի նուկլեոտիդներին հայտնի է որպես ԴՆԹ մեթիլացում: | Մեթիլ խմբերի փոխանցումը հիստոնային սպիտակուցների ամինաթթուներին հայտնի է որպես հիստոնային մեթիլացում: |
| Կատալիզատոր | |
| Մեթիլ խմբի ավելացումը ցիտոզինի մնացորդին կատալիզացվում է ԴՆԹ մեթիլտրանսֆերազով: | Մեթիլ խմբերը հիստոնային սպիտակուցի ամինաթթուն տեղափոխող ռեակցիան կատալիզացվում է հիստոն մեթիլտրանսֆերազով: |
| Ֆունկցիա | |
| Եթե ԴՆԹ-ի մեթիլացումը տեղի է ունենում գենի խթանող շրջանում, այն ճնշում է գեների տրանսկրիպցիան և կանխում գեների արտահայտումը: | Եթե տեղի է ունենում հիստոնի մեթիլացում, այն նպաստում է ԴՆԹ-ի փաթաթմանը փաթաթված նուկլեոսոմից և հեշտացնում է տրանսկրիպցիոն գործոնների և պոլիմերազների փոխազդեցությունը ԴՆԹ-ի հետ և ուժեղացնում գեների տրանսկրիպցիայի գործընթացը: |
Ամփոփում – ԴՆԹ ընդդեմ հիստոնային մեթիլացման
Մեթիլացումը գործընթաց է, որի միջոցով մեթիլ խումբը ավելացվում է ԴՆԹ-ի կամ սպիտակուցի նման մոլեկուլին: Գենետիկայի համատեքստում ԴՆԹ-ի մեթիլացումը և հիստոնի մեթիլացումը ուղղակիորեն ազդում են գենի տրանսկրիպցիայի կարգավորման վրա և վերահսկում են բջիջների գենային արտահայտումը: ԴՆԹ-ի մեթիլացման և հիստոնի մեթիլացման ռեակցիաները կատալիզացվում են համապատասխանաբար ԴՆԹ-ի և հիստոն մեթիլտրանսֆերազի միջոցով:Երբ մեթիլ խումբը ավելացվում է ԴՆԹ-ին, այն հայտնի է որպես ԴՆԹ մեթիլացում, իսկ երբ մեթիլ խումբ ավելացվում է հիստոնային սպիտակուցի ամինաթթուներին, այն հայտնի է որպես հիստոնային մեթիլացում: Սա է տարբերությունը ԴՆԹ-ի և հիստոնային մեթիլացման միջև:
Ներբեռնեք ԴՆԹ-ի և հիստոնային մեթիլացիայի PDF տարբերակը
Դուք կարող եք ներբեռնել այս հոդվածի PDF տարբերակը և օգտագործել այն անցանց նպատակներով՝ ըստ մեջբերումների: Խնդրում ենք ներբեռնել PDF տարբերակը այստեղ ԴՆԹ-ի և հիստոնային մեթիլացիայի միջև տարբերությունը
