A principal diferença entre a metilação do DNA e a acetilação das histonas é que a metilação do DNA resulta em bases de DNA metiladas que levam à inativação do gene, enquanto a acetilação das histonas é uma modificação das proteínas histonas associadas à estrutura do nucleossomo.
Modificações epigenéticas são modificações que resultam na regulação da expressão gênica sem causar qualquer alteração na sequência nativa do DNA. Nesse sentido, duas modificações químicas principais, a metilação do DNA e a modificação das histonas, ocorrem para causar mudanças de orientação no DNA, levando à ativação ou inativação da expressão gênica.
O que é metilação do DNA?
A metilação do DNA é a principal modificação epigenética que ocorre nas células. Altera ou regula a expressão do gene. Nesse fenômeno, as bases de DNA são metiladas com a ajuda de metil transferases. Os grupos metil são transferidos da S-adenosilmetionina. A metilação aleatória de bases de DNA leva à inativação da expressão gênica. Quando a metilação do DNA ocorre em regiões regulatórias do DNA, como as sequências promotoras, ilhas CpG, elementos regulatórios proximais e distais, essas sequências são modificadas, levando à perda da função dessas regiões regulatórias. Como resultado, os fatores de transcrição não se ligarão como esperado e ocorre a inativação ou regulação negativa da expressão gênica no nível transcricional. Além disso, essas modificações de DNA também reduzirão a afinidade da RNA polimerase para permanecer estável durante o processo de transcrição.
Figura 01: Metilação do DNA
A metilação do DNA ou hipermetilação das regiões do DNA também leva ao imprinting genômico, que é um processo importante no silenciamento de genes selecionados como um método de regulação da expressão dos genes. Mutações ativam a metilação do DNA nos genes. Fatores ambientais, estresse, dieta, álcool e outros fatores exógenos também ativam a metilação do DNA. Por exemplo, um padrão alimentar prolongado contendo uma alta composição de doadores de metil pode levar à hiperativação da metilação do DNA, enquanto um padrão alimentar prolongado que constitui concentrações muito baixas de doadores de metil pode levar à desmetilação do DNA.
O que é acetilação de histonas?
A modificação da histona é outro tipo de modificação epigenética que causa a regulação do gene. Existem muitas modificações químicas diferentes ocorrendo nas diferentes proteínas histonas associadas à formação de nucleossomos durante a organização cromossômica dos eucariotos. Essas modificações incluem fosforilação, acetilação, metilação, glicosilação e ubiquitinação.
Figura 02: Acetilação de Histonas
A acetilação de histonas é mediada por enzimas acetil transferase que acetilam resíduos de aminoácidos de diferentes subunidades de histonas. Os resíduos de aminoácidos lisina das proteínas histonas são prontamente acetilados. Após a acetilação, ocorre a descondensação, produzindo uma estrutura mais aberta. Isso permitirá que o DNA seja mais exposto para a ativação transcricional. Essa mudança de orientação causada pela descondensação da estrutura do nucleossomo permitirá que a RNA polimerase e os fatores de transcrição sejam recrutados facilmente para iniciar a transcrição. Em contraste, quando ocorre a desacetilação das histonas, a estrutura do nucleossomo sofre condensação, o que impedirá a ativação da transcrição.
Quais são as semelhanças entre a metilação do DNA e a acetilação de histonas?
- Ambos são modificações epigenéticas que ocorrem para regular a expressão gênica.
- Ambos ocorrem apenas em eucariotos.
- Além disso, modificações químicas como resultado de uma atividade enzimática ocorrem em ambos os cenários.
- Fatores exógenos como ambiente, estresse, dieta e álcool regulam ambos os processos.
- Ambos os processos não resultarão em nenhuma alteração na sequência de DNA.
- Esses processos ocorrem no núcleo.
Qual é a diferença entre metilação de DNA e acetilação de histonas?
Metilação de DNA e acetilação de histonas são ambas modificações epigenéticas. No entanto, enquanto a metilação do DNA ocorre no nível do DNA, a acetilação das histonas é uma modificação química covalente que ocorre nas proteínas como uma modificação pós-traducional das proteínas das histonas. Então, esta é a principal diferença entre a metilação do DNA e a acetilação de histonas. A metilação do DNA inativa a transcrição enquanto inibe a iniciação da transcrição e reduz a estabilidade do RNA. Em contraste, a acetilação da histona levará à descondensação do nucleossomo levando à ativação da transcrição.
O infográfico abaixo apresenta as diferenças entre a metilação do DNA e a acetilação de histonas em forma de tabela para comparação lado a lado.
Resumo – Metilação do DNA vs Acetilação de Histonas
As modificações epigenéticas são essenciais para trazer muita diversidade à via de expressão gênica, facilitando a regulação em resposta às flutuações ambientais. A metilação do DNA e a acetilação de histonas são dois tipos principais de mecanismos epigenéticos que inativam e ativam a expressão gênica, respectivamente. Embora ambos os mecanismos não alterem a sequência do DNA, ele participa da criação de mudanças de orientação do DNA que promovem ou inibem a expressão gênica. A metilação do DNA resulta na modificação das bases do DNA metilando-as. Em contraste, a acetilação de histonas é a acetilação de resíduos de aminoácidos selecionados, levando a cromatina descondensada. Esses mecanismos são ativados em resposta a estímulos e desempenham um papel importante na regulação da expressão de um determinado gene. Assim, isso resume a diferença entre metilação de DNA e acetilação de histonas.
