Негізгі айырмашылық – ДНҚ мен гистон метилденуі
Метилдеу - бұл молекулаға метил тобы (CH3) қосылатын және оның белсенділігін арттыру немесе басу үшін өзгертілетін биологиялық процесс. Генетика контекстінде метилдену екі деңгейде болуы мүмкін: ДНҚ метилденуі және гистон метилденуі. Екі процесс те гендердің транскрипция процесіне тікелей әсер етеді және гендердің экспрессиясын бақылайды. ДНҚ метилденуінде ДНҚ молекуласының цитозиніне немесе аденин нуклеотидіне метил тобы қосылады, ол геннің транскрипциясы функциясын басатын және гендердің экспрессиясын болдырмау үшін екі нуклеотид қалдықтарын өзгертеді. Гистонның метилденуі кезінде гистон ақуызының аминқышқылдарына метил тобы қосылады. Бұл ДНҚ мен гистон метилденуі арасындағы негізгі айырмашылық.
ДНҚ метилденуі дегеніміз не?
Гендердің экспрессиясын бақылау үшін ДНҚ молекуласына метил топтарын қосатын эпигенетикалық процесс ДНҚ метилденуі деп аталады. ДНҚ метилденуі ДНҚ реттілігін өзгертпейді, бірақ ДНҚ белсенділігіне әсер етеді. Бұл процесс организмнің қалыпты дамуы үшін қажет және хромосома тұрақтылығын сақтау, эмбриондық даму, канцерогенез, қартаю, х-хромосоманың инактивациясы және транспозициялық элементтердің репрессиясын қамтитын организмнің көптеген маңызды процестерімен байланысты. Метилдену процесі геннің промоторлық аймағында болғанда, ол ген транскрипциясының басылуына қатысады. ДНҚ молекуласы төрт (04) нуклеотидтің қосындысынан тұрады: аденин, гуанин, тимин және цитозин. ДНҚ-ның төрт негізінің ішінен аденин мен цитозин метилденуі мүмкін. ДНҚ метилденуі кезінде цитозиндік негізді 5-метилцитозинге айналдыру үшін цитозин сақинасының 5th көміртегіне метил тобы қосылады. Бұл цитозин қалдығын өзгерту процесі ДНҚ метилтрансфераза деп аталатын ферментпен катализденеді. Гуанин негізінің жанында модификацияланған цитозиндік негіз бар. Демек, ДНҚ-ның қос спиральдық құрылымында модификацияланған цитозиндік негіздер бір-біріне қарама-қарсы ДНҚ жіпшелерінде диагональ бойынша болады.
01-сурет: ДНҚ метилденуі
Адениннің метилденуі өсімдіктерде, бактерияларда және сүтқоректілерде кездесетін процесс. Өсімдіктер мен басқа организмдердің ДНҚ метилденуі үш түрлі реттілік контекстінде кездеседі. Олар CG, CHH және CHG, мұндағы Н Аденинді, Тиминді немесе Цитозинді білдіреді.
Гистон метилденуі дегеніміз не?
Гистон – эукариоттық хромосоманың құрылымдық бірлігі болып табылатын нуклеосоманы құрайтын ақуыз. Нуклеосома ДНҚ қос спиралін орап, хромосомалардың пайда болуына әкеледі. Гистон метилденуі - бұл метил топтарын гистон ақуызының аминқышқылдарына тасымалдайтын процесс. ДНҚ ақуыз октамері деп аталатын бірдей гистон протеиндерінің екі жиынтығының айналасына оралған. Бұл түзілуге қатысатын гистон белоктарының төрт түрі (әрқайсысы екі дана) H2A, H2b, H3 және H4. Гистон белоктарының осы төрт түрі құйрық ұзартқышынан тұрады. Бұл құйрық кеңейтімдері метилдену арқылы нуклеосома модификациясының нысанасы ретінде әрекет етеді. ДНҚ-ның активтенуі мен инактивациясы метилденген құйрық қалдығы мен оның метилдену қабілетіне байланысты.
02-сурет: гистон метилденуі
Гистондардың метилденуі гендердің транскрипциясына тікелей әсер етеді. Оның метилденетін гистон протеиніндегі аминқышқылдарының түріне және бекітілген метил топтарының санына байланысты процесті жоғарылату немесе азайту мүмкіндігі бар. Транскрипция процесі гистон құйрықтары мен ДНҚ арасындағы байланыстарды әлсірететін кейбір метилдену реакцияларына байланысты күшейтіледі. Бұл транскрипция факторлары, полимеразалар және ДНҚ арасындағы өзара әрекеттесуді жеңілдететін нуклеосомадан ДНҚ-ның ыдырайтын процесінің қосылуына байланысты болады. Бұл процесс ген экспрессиясын реттеудегі маңызды қадам болып табылады және әртүрлі жасушалар арқылы әртүрлі гендердің экспрессиясына әкеледі. Гистон белоктарының метилденуі құйрық қалдықтарында, көбінесе H3 және H4 гистондарының құйрықтарының лизин (K) қалдықтарында, сонымен қатар аргининде (R) жүреді. Лизин мен аргинин аминқышқылдары болып табылады. Гистон метилтрансфераза - бұл метил топтарын лизин мен аргининге, H3 және H4 гистон ақуыздарының құйрық қалдықтарына тасымалдау үшін қолданылатын фермент.
ДНҚ мен гистон метилденуі арасындағы ұқсастық қандай?
Екі процесте де метил топтары қосылады
ДНҚ мен гистон метилденуі арасындағы айырмашылық неде?
ДНҚ және гистон метилденуі |
|
| ДНҚ молекуласының цитозинге немесе аденин нуклеотидтеріне метил тобының қосылуы ДНҚ метилденуі деп аталады. | Метил топтарының гистон белоктарының аминқышқылдарына ауысуы гистон метилденуі деп аталады. |
| Катализатор | |
| Цитозин қалдығына метил тобының қосылуын ДНҚ метилтрансфераза катализдейді. | Гистон ақуызының амин қышқылына метил топтарын тасымалдайтын реакция гистон метилтрансфераза арқылы катализденеді. |
| Функция | |
| Егер ДНҚ метилденуі геннің промоторлық аймағында орын алса, ол гендердің транскрипциясын басады және ген экспрессиясын болдырмайды. | Егер гистон метилденуі орын алса, ол оралған нуклеосомадан ДНҚ-ның ыдырауына ықпал етеді және транскрипция факторлары мен полимеразалардың ДНҚ-мен әрекеттесуін жеңілдетеді және геннің транскрипция процесін күшейтеді. |
Қорытынды – ДНҚ және гистон метилденуі
Метилдеу - бұл ДНҚ немесе ақуыз сияқты молекулаға метил тобын қосу процесі. Генетика контекстінде ДНҚ метилденуі және гистон метилденуі геннің транскрипциясының реттелуіне тікелей әсер етеді және жасушалардың гендік экспрессиясын бақылайды. ДНҚ метилдену және гистон метилдену реакциялары сәйкесінше ДНҚ және гистон метилтрансфераза арқылы катализденеді. ДНҚ-ға метил тобы қосылса, ол ДНҚ метилденуі деп аталады, ал гистон ақуызының аминқышқылдарына метил тобы қосылса, гистон метилденуі деп аталады. Бұл ДНҚ мен гистон метилденуі арасындағы айырмашылық.
ДНҚ және гистон метилляциясының PDF нұсқасын жүктеп алу
Осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, дәйексөздерге сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалануға болады. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз: ДНҚ мен гистон метилденуі арасындағы айырмашылық
