Diferença chave – DNA vs metilação de histonas
Metilação é o processo biológico pelo qual um grupo metil (CH3) é adicionado a uma molécula e modificado para aumentar ou reprimir sua atividade. No contexto da genética, a metilação pode ocorrer em dois níveis: metilação do DNA e metilação das histonas. Ambos os processos afetam diretamente o processo de transcrição dos genes e controlam a expressão dos genes. Na metilação do DNA, um grupo metil é adicionado ao nucleotídeo de citosina ou adenina da molécula de DNA, o que modifica os dois resíduos de nucleotídeos para reprimir a função da transcrição gênica e impedir a expressão de genes. Na metilação de histonas, um grupo metila é adicionado aos aminoácidos da proteína histona. Esta é a principal diferença entre a metilação do DNA e da histona.
O que é metilação do DNA?
O processo epigenético pelo qual grupos metil são adicionados a uma molécula de DNA para controlar a expressão de genes é conhecido como metilação do DNA. A metilação do DNA não altera a sequência do DNA, mas afeta a atividade do DNA. Este processo é necessário para o desenvolvimento normal de um organismo e está ligado a muitos processos importantes do corpo que incluem a preservação da estabilidade cromossômica, desenvolvimento embrionário, carcinogênese, envelhecimento, inativação do cromossomo X e repressão de elementos transponíveis. Quando o processo de metilação ocorre em uma região promotora de um gene, ele está envolvido na repressão da transcrição gênica. Uma molécula de DNA consiste em uma combinação de quatro (04) nucleotídeos: adenina, guanina, timina e citosina. Das quatro bases do DNA, adenina e citosina podem ser metiladas. Durante a metilação do DNA, um grupo metil é adicionado ao carbono 5th do anel de citosina para converter a base de citosina em 5-metilcitosina. Este processo de modificação de resíduos de citosina é catalisado por uma enzima conhecida como DNA metiltransferase. Uma base de citosina modificada está presente ao lado de uma base de guanina. Portanto, na estrutura helicoidal dupla do DNA, as bases de citosina modificadas estão presentes diagonalmente umas às outras em fitas de DNA opostas.
Figura 01: metilação do DNA
Metilação da adenina é um processo encontrado em plantas, bactérias e mamíferos. A metilação do DNA de plantas e outros organismos é encontrada em três contextos de sequência diferentes. Eles são CG, CHH e CHG, onde H se refere a Adenina, Timina ou Citosina.
O que é metilação de histonas?
A histona é uma proteína que compõe o nucleossomo, que é a unidade estrutural do cromossomo eucariótico. O nucleossomo envolve a dupla hélice do DNA que resulta na formação de cromossomos. A metilação de histonas é um processo que transfere grupos metil para os aminoácidos da proteína histona. O DNA é enrolado em torno de dois conjuntos de proteínas histonas idênticas, conhecidas como octâmero de proteína. Os quatro tipos de proteínas histonas (duas cópias cada) envolvidas nesta formação são H2A, H2b, H3 e H4. Esses quatro tipos de proteínas histonas consistem em uma extensão de cauda. Essas extensões de cauda atuam como alvos da modificação do nucleossomo por metilação. A ativação e inativação do DNA depende muito do resíduo da cauda que é metilado e sua capacidade de metilação.
Figura 02: Metilação de Histonas
Metilação de histonas afeta diretamente a transcrição de genes. Ele tem a capacidade de aumentar ou diminuir o processo, o que depende do tipo de aminoácidos na proteína histona que deve ser metilada e do número de grupos metil ligados. O processo de transcrição é aprimorado devido a algumas reações de metilação que enfraquecem as ligações presentes entre as caudas das histonas e o DNA. Isso ocorre devido à habilitação do processo de desenrolamento do DNA do nucleossomo que facilita a interação entre os fatores de transcrição, polimerases e DNA. Este processo é um passo crítico na regulação da expressão gênica e resulta na expressão de diferentes genes por diferentes células. A metilação das proteínas histonas ocorre nos resíduos da cauda, mais comumente nos resíduos de lisina (K) das caudas das histonas de H3 e H4 e também na arginina (R). A lisina e a arginina são aminoácidos. A histona metiltransferase é uma enzima que é utilizada para transferir grupos metil para lisina e arginina, os resíduos da cauda das proteínas histonas H3 e H4.
Qual é a semelhança entre DNA e metilação de histonas?
Em ambos os processos, grupos metil são adicionados
Qual é a diferença entre DNA e metilação de histonas?
DNA vs Metilação de Histonas |
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| A adição de um grupo metila aos nucleotídeos de citosina ou adenina de uma molécula de DNA é conhecida como metilação do DNA. | A transferência de grupos metil para os aminoácidos das proteínas histonas é conhecida como metilação de histonas. |
| Catalisador | |
| A adição do grupo metil ao resíduo de citosina é catalisada pela DNA metiltransferase. | A reação que transfere grupos metil para o aminoácido da proteína histona é catalisada pela histona metiltransferase. |
| Função | |
| Se a metilação do DNA ocorrer na região promotora de um gene, ela suprime a transcrição dos genes e impede a expressão do gene. | Se a metilação da histona ocorrer, ela promove o desenrolamento do DNA do nucleossomo envolvido e facilita a interação dos fatores de transcrição e polimerases com o DNA e melhora o processo de transcrição do gene. |
Resumo – DNA vs Metilação de Histonas
Metilação é um processo pelo qual um grupo metila é adicionado a uma molécula como DNA ou proteína. No contexto da genética, a metilação do DNA e a metilação das histonas afetam diretamente a regulação da transcrição de um gene e controlam a expressão gênica das células. As reações de metilação do DNA e metilação das histonas são catalisadas pelo DNA e pela histona metiltransferase, respectivamente. Quando um grupo metil é adicionado ao DNA, é conhecido como metilação do DNA e quando um grupo metil é adicionado aos aminoácidos da proteína histona, é conhecido como metilação de histonas. Esta é a diferença entre a metilação do DNA e da histona.
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