ДНҚ метилденуі мен гистон ацетилденуі арасындағы негізгі айырмашылық мынада: ДНҚ метилденуі нәтижесінде геннің инактивациясына әкелетін метилденген ДНҚ негіздері пайда болады, ал гистон ацетилденуі нуклеосома құрылымымен байланысты гистон белоктарының модификациясы болып табылады.
Эпигенетикалық модификациялар – ДНҚ-ның нативті тізбегіне ешқандай өзгеріс тудырмай, ген экспрессиясының реттелуіне әкелетін модификациялар. Осыған байланысты екі негізгі химиялық модификация, ДНҚ метилденуі және гистонның модификациясы, ДНҚ-да бағдарлық өзгерістерді тудыруы үшін орын алады, бұл ген экспрессиясының белсендірілуіне немесе инактивациялануына әкеледі.
ДНҚ метилденуі дегеніміз не?
ДНҚ метилденуі – жасушаларда өтетін негізгі эпигенетикалық модификация. Ол ген экспрессиясын өзгертеді немесе реттейді. Бұл құбылыста ДНҚ негіздері метилтрансферазалардың көмегімен метилденеді. Метил топтары S-аденозил метиониннен тасымалданады. ДНҚ негіздерінің кездейсоқ метилденуі ген экспрессиясының инактивациясына әкеледі. ДНҚ метилденуі ДНҚ-ның реттеуші аймақтарында, мысалы, промоторлар тізбегі, CpG аралдары, проксимальды және дистальды реттеуші элементтерде орын алса, бұл реттіліктер өзгертіліп, сол реттеуші аймақтардың функциясының жоғалуына әкеледі. Нәтижесінде транскрипция факторлары күтілгендей байланыспайды және транскрипция деңгейінде ген экспрессиясының инактивациясы немесе төмендеу реттелуі орын алады. Сонымен қатар, бұл ДНҚ модификациялары транскрипция процесі кезінде тұрақты болып қалу үшін РНҚ полимеразаның жақындығын төмендетеді.
01-сурет: ДНҚ метилденуі
ДНҚ метилденуі немесе ДНҚ аймақтарының гипер-метилденуі де гендердің экспрессиясын реттеу әдісі ретінде таңдалған гендердің дыбысын өшірудегі маңызды процесс болып табылатын геномдық импринтингке әкеледі. Мутациялар гендердегі ДНҚ метилденуін белсендіреді. Қоршаған орта факторлары, стресс, диета, алкоголь және басқа экзогендік факторлар да ДНҚ метилденуін белсендіреді. Мысалы, құрамында метил донорларының жоғары құрамы бар ұзақ диета ДНҚ метилденуінің гиперактивациясына әкелуі мүмкін, ал метил донорларының өте төмен концентрациясын құрайтын ұзақ диета ДНҚ деметилденуіне әкелуі мүмкін.
Гистон ацетилденуі дегеніміз не?
Гистондық модификация – гендік реттеуді тудыратын эпигенетикалық модификацияның тағы бір түрі. Эукариоттардың хромосомалық ұйымдасуы кезінде нуклеосома түзілуімен байланысты әр түрлі гистон белоктарында көптеген әртүрлі химиялық модификациялар болады. Бұл модификацияларға фосфорлану, ацетилдену, метилдеу, гликозилдену және убиквитинация жатады.
02-сурет: гистон ацетилденуі
Гистонның ацетилденуі әртүрлі гистон суббірліктерінің аминқышқылдарының қалдықтарын ацетилдендіретін ацетилтрансфераза ферменттері арқылы жүзеге асады. Гистон белоктарының лизин аминқышқылдарының қалдықтары тез ацетилденеді. Ацетилденуден кейін деконденсация жүреді, бұл ашық құрылымды тудырады. Бұл транскрипциялық белсендіру үшін ДНҚ-ға көбірек әсер етуге мүмкіндік береді. Нуклеосома құрылымының деконденсациясынан туындаған бұл бағдарлық өзгеріс РНҚ-полимераза мен транскрипция факторларын транскрипцияны бастау үшін оңай тартуға мүмкіндік береді. Керісінше, гистон деацетилденуі орын алған кезде нуклеосома құрылымы конденсацияға ұшырайды, бұл транскрипцияның белсендірілуіне жол бермейді.
ДНҚ метилденуі мен гистон ацетилденуі арасындағы қандай ұқсастықтар бар?
- Екеуі де ген экспрессиясын реттеу үшін орын алатын эпигенетикалық модификациялар.
- Екеуі де тек эукариоттарда болады.
- Сонымен қатар, ферментативті белсенділік нәтижесіндегі химиялық модификациялар екі сценарийде де орын алады.
- Қоршаған орта, стресс, диета және алкоголь сияқты экзогендік факторлар екі процесті де реттейді.
- Екі процесс де ДНҚ тізбегінің өзгеруіне әкелмейді.
- Бұл процестер ядрода жүреді.
ДНҚ метилденуі мен гистон ацетилденуі арасындағы айырмашылық неде?
ДНҚ метилденуі және гистон ацетилденуі эпигенетикалық модификациялар болып табылады. Дегенмен, ДНҚ метилденуі ДНҚ деңгейінде орын алса, гистон ацетилденуі гистон белоктарының трансляциядан кейінгі модификациясы ретінде белоктарда орын алатын химиялық ковалентті модификация болып табылады. Сонымен, бұл ДНҚ метилденуі мен гистон ацетилденуі арасындағы негізгі айырмашылық. ДНҚ метилденуі транскрипцияның басталуын тежей отырып және РНҚ тұрақтылығын төмендете отырып, транскрипцияны белсендіреді. Керісінше, гистонның ацетилденуі нуклеосоманың деконденсациясына алып келеді, бұл транскрипцияның белсендірілуіне әкеледі.
Төмендегі инфографика ДНҚ метилденуі мен гистон ацетилденуі арасындағы айырмашылықтарды қатар салыстыру үшін кесте түрінде ұсынады.
Қорытынды – ДНҚ метилденуі және гистон ацетилденуі
Эпигенетикалық модификациялар қоршаған ортаның ауытқуларына жауап ретінде реттеуді жеңілдету арқылы геннің экспрессия жолына көп түрлілік әкелу үшін маңызды. ДНҚ метилденуі және гистон ацетилденуі сәйкесінше ген экспрессиясын белсендіретін және белсендіретін эпигенетикалық механизмдердің екі негізгі түрі болып табылады. Екі механизм де ДНҚ тізбегін өзгертпесе де, ол ген экспрессиясын көтермелейтін немесе тежейтін ДНҚ-ның бағдарлық өзгерістерін жасауға қатысады. ДНҚ метилденуі ДНҚ негіздерін метилдеу арқылы өзгертуге әкеледі. Керісінше, гистон ацетилденуі конденсацияланған хроматинге әкелетін таңдалған амин қышқылы қалдықтарының ацетилденуі болып табылады. Бұл механизмдер тітіркендіргіштерге жауап ретінде белсендіріледі және белгілі бір геннің экспрессиясын реттеуде маңызды рөл атқарады. Осылайша, бұл ДНҚ метилденуі мен гистон ацетилденуі арасындағы айырмашылықты қорытындылайды.
