მთავარი განსხვავება დნმ-ის მეთილაციასა და ჰისტონის აცეტილაციას შორის არის ის, რომ დნმ-ის მეთილაცია იწვევს მეთილირებულ დნმ-ის ფუძეებს, რომლებიც იწვევს გენის ინაქტივაციას, ხოლო ჰისტონის აცეტილაცია არის ჰისტონის ცილების მოდიფიკაცია, რომელიც დაკავშირებულია ნუკლეოსომების სტრუქტურასთან.
ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციები არის მოდიფიკაციები, რომლებიც იწვევს გენის ექსპრესიის რეგულაციას დნმ-ის მშობლიური თანმიმდევრობის რაიმე ცვლილების გარეშე. ამასთან დაკავშირებით, ორი ძირითადი ქიმიური მოდიფიკაცია, დნმ-ის მეთილაცია და ჰისტონის მოდიფიკაცია ხდება დნმ-ში ორიენტაციის ცვლილებების გამოწვევის მიზნით, რაც იწვევს გენის ექსპრესიის გააქტიურებას ან ინაქტივაციას.
რა არის დნმ-ის მეთილაცია?
დნმ-ის მეთილაცია არის მთავარი ეპიგენეტიკური მოდიფიკაცია, რომელიც ხდება უჯრედებში. ის ცვლის ან არეგულირებს გენის ექსპრესიას. ამ ფენომენში დნმ-ის ფუძეები მეთილირებულია მეთილის ტრანსფერაზების დახმარებით. მეთილის ჯგუფები გადატანილია S-ადენოსილ მეთიონინიდან. დნმ-ის ბაზების შემთხვევითი მეთილაცია იწვევს გენის ექსპრესიის ინაქტივაციას. როდესაც დნმ-ის მეთილაცია ხდება დნმ-ის მარეგულირებელ რეგიონებში, როგორიცაა პრომოტორული თანმიმდევრობები, CpG კუნძულები, პროქსიმალური და დისტალური მარეგულირებელი ელემენტები, ეს თანმიმდევრობები იცვლება, რაც იწვევს ამ მარეგულირებელი რეგიონების ფუნქციის დაკარგვას. შედეგად, ტრანსკრიფციის ფაქტორები არ იკვრება ისე, როგორც მოსალოდნელია, და ხდება გენის ექსპრესიის ინაქტივაცია ან დაქვეითება ტრანსკრიპციის დონეზე. გარდა ამისა, დნმ-ის ეს ცვლილებები ასევე შეამცირებს რნმ პოლიმერაზას აფინურობას, რათა დარჩეს სტაბილური ტრანსკრიფციის პროცესში.
სურათი 01: დნმ-ის მეთილაცია
დნმ-ის მეთილაცია ან დნმ-ის უბნების ჰიპერმეთილაცია ასევე იწვევს გენომურ ანაბეჭდს, რაც მნიშვნელოვანი პროცესია შერჩეული გენების გაჩუმებაში, როგორც გენების ექსპრესიის რეგულირების მეთოდი. მუტაციები ააქტიურებს გენებში დნმ-ის მეთილაციას. გარემო ფაქტორები, სტრესი, დიეტა, ალკოჰოლი და სხვა ეგზოგენური ფაქტორები ასევე ააქტიურებენ დნმ-ის მეთილაციას. მაგალითად, გახანგრძლივებულმა დიეტურმა შაბლონმა, რომელიც შეიცავს მეთილის დონორების მაღალ შემადგენლობას, შეიძლება გამოიწვიოს დნმ-ის მეთილაციის ჰიპერაქტივაცია, ხოლო მეთილის დონორების ძალიან დაბალ კონცენტრაციაზე გახანგრძლივებულმა დიეტამ შეიძლება გამოიწვიოს დნმ-ის დემეთილაცია.
რა არის ჰისტონის აცეტილაცია?
ჰისტონის მოდიფიკაცია არის ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციის კიდევ ერთი ტიპი, რომელიც იწვევს გენის რეგულაციას.ევკარიოტების ქრომოსომული ორგანიზაციის დროს ნუკლეოსომების წარმოქმნასთან დაკავშირებულ ჰისტონურ ცილებზე მრავალი განსხვავებული ქიმიური მოდიფიკაცია ხდება. ეს ცვლილებები მოიცავს ფოსფორილირებას, აცეტილაციას, მეთილაციას, გლიკოზილაციას და უბიკვიტინაციას.
სურათი 02: ჰისტონის აცეტილაცია
ჰისტონის აცეტილაცია შუამავლობით ხდება აცეტილტრანსფერაზას ფერმენტებით, რომლებიც აცეტილებენ სხვადასხვა ჰისტონის ქვედანაყოფების ამინომჟავების ნარჩენებს. ჰისტონის ცილების ლიზინის ამინომჟავის ნარჩენები ადვილად აცეტილირდება. აცეტილაციის შემდეგ ხდება დეკონდენსაცია, რაც ქმნის უფრო ღია სტრუქტურას. ეს საშუალებას მისცემს დნმ-ს უფრო მეტად გამოაშკარავდეს ტრანსკრიპციული აქტივაციისთვის. ეს ორიენტაციის ცვლილება, რომელიც გამოწვეულია ნუკლეოსომის სტრუქტურის დეკონდენსირებით, საშუალებას მისცემს რნმ პოლიმერაზას და ტრანსკრიფციის ფაქტორებს ადვილად გამოიყენონ ტრანსკრიფციის დასაწყებად.ამის საპირისპიროდ, როდესაც ხდება ჰისტონის დეაცეტილაცია, ნუკლეოსომის სტრუქტურა განიცდის კონდენსაციას, რაც ხელს შეუშლის ტრანსკრიპციის გააქტიურებას.
რა მსგავსებაა დნმ-ის მეთილაციასა და ჰისტონის აცეტილირებას შორის?
- ორივე არის ეპიგენეტიკური მოდიფიკაცია, რომელიც ხდება გენის ექსპრესიის რეგულირებისთვის.
- ორივე ადგილი ხდება მხოლოდ ევკარიოტებში.
- უფრო მეტიც, ქიმიური ცვლილებები ფერმენტული აქტივობის შედეგად ხდება ორივე სცენარში.
- ეგზოგენური ფაქტორები, როგორიცაა გარემო, სტრესი, დიეტა და ალკოჰოლი, არეგულირებს ორივე პროცესს.
- ორივე პროცესი არ გამოიწვევს დნმ-ის თანმიმდევრობის ცვლილებას.
- ეს პროცესები მიმდინარეობს ბირთვში.
რა განსხვავებაა დნმ-ის მეთილაციასა და ჰისტონის აცეტილირებას შორის?
დნმ-ის მეთილაცია და ჰისტონის აცეტილაცია ორივე ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციაა.თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ დნმ-ის მეთილაცია ხდება დნმ-ის დონეზე, ჰისტონის აცეტილაცია არის ქიმიური კოვალენტური მოდიფიკაცია, რომელიც ხდება პროტეინებში, როგორც ჰისტონის ცილების შემდგომი ტრანსლაციური მოდიფიკაცია. ასე რომ, ეს არის მთავარი განსხვავება დნმ-ის მეთილაციასა და ჰისტონის აცეტილაციას შორის. დნმ-ის მეთილაცია ინაქტივირებს ტრანსკრიფციას, ხოლო თრგუნავს ტრანსკრიპციის დაწყებას და ამცირებს რნმ-ის სტაბილურობას. ამის საპირისპიროდ, ჰისტონის აცეტილაცია გამოიწვევს ნუკლეოსომის დეკონდენსაციას, რაც იწვევს ტრანსკრიპციის გააქტიურებას.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა წარმოგიდგენთ განსხვავებებს დნმ-ის მეთილაციასა და ჰისტონის აცეტილირებას შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
რეზიუმე - დნმ-ის მეთილაცია vs ჰისტონის აცეტილაცია
ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციები აუცილებელია გენის ექსპრესიის გზაზე დიდი მრავალფეროვნების მოსატანად გარემო რყევების საპასუხოდ რეგულირების გაადვილების გზით. დნმ-ის მეთილაცია და ჰისტონის აცეტილაცია არის ეპიგენეტიკური მექანიზმების ორი ძირითადი ტიპი, რომლებიც ააქტიურებენ და ააქტიურებენ გენის ექსპრესიას, შესაბამისად.მიუხედავად იმისა, რომ ორივე მექანიზმი არ ცვლის დნმ-ის თანმიმდევრობას, ის მონაწილეობს დნმ-ის ორიენტაციის ცვლილებების შექმნაში, რომლებიც ხელს უწყობენ ან აფერხებენ გენის ექსპრესიას. დნმ-ის მეთილაცია იწვევს დნმ-ის ბაზების შეცვლას მათი მეთილაციით. ამის საპირისპიროდ, ჰისტონის აცეტილაცია არის შერჩეული ამინომჟავის ნარჩენების აცეტილაცია, რაც იწვევს დეკონდენსირებულ ქრომატინს. ეს მექანიზმები გააქტიურებულია სტიმულის საპასუხოდ და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კონკრეტული გენის ექსპრესიის რეგულირებაში. ამრიგად, ეს აჯამებს განსხვავებას დნმ-ის მეთილაციასა და ჰისტონის აცეტილირებას შორის.
