Perbedaan Antara DNA dan Metilasi Histone

Perbedaan Kunci - Metilasi DNA vs Histone
 

Metilasi adalah proses biologis dimana kelompok metil (CH₃) ditambahkan ke molekul dan dimodifikasi untuk meningkatkan atau menekan aktivitasnya. Dalam konteks genetika, metilasi dapat terjadi pada dua tingkatan: metilasi DNA dan metilasi histone. Kedua proses tersebut secara langsung memengaruhi proses transkripsi gen dan mengontrol ekspresi gen. Dalam metilasi DNA, suatu gugus metil ditambahkan ke sitosin atau nukleotida adenin dari molekul DNA, yang memodifikasi dua residu nukleotida untuk menekan fungsi transkripsi gen dan mencegah ekspresi gen. Dalam metilasi histon, gugus metil ditambahkan ke asam amino protein histon. Ini adalah perbedaan utama antara metilasi DNA dan histone.

ISI

1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Metilasi DNA
3. Apa itu Histone Methylation
4. Kesamaan Antara DNA dan Metilasi Histone
5. Perbandingan Berdampingan - Metilasi DNA vs Histone dalam Bentuk Tabular
6. Ringkasan

Apa itu Metilasi DNA?

Proses epigenetik dimana kelompok metil ditambahkan ke molekul DNA untuk mengendalikan ekspresi gen dikenal sebagai metilasi DNA. Metilasi DNA tidak mengubah urutan DNA tetapi memengaruhi aktivitas DNA. Proses ini diperlukan untuk perkembangan normal suatu organisme dan terkait dengan banyak proses penting tubuh yang meliputi pelestarian stabilitas kromosom, perkembangan embrionik, karsinogenesis, penuaan, inaktivasi x-kromosom dan represi elemen transposable. Ketika proses metilasi terjadi pada daerah gen promotor, ia terlibat dalam represi transkripsi gen. Molekul DNA terdiri dari kombinasi empat (04) nukleotida: adenin, guanin, timin, dan sitosin. Dari empat basis DNA, adenin dan sitosin dapat dimetilasi. Selama metilasi DNA, kelompok metil ditambahkan ke 5^th karbon dari cincin cytosine untuk mengubah basis cytosine menjadi 5-methylcytosine. Proses modifikasi residu sitosin ini dikatalisis oleh enzim yang dikenal sebagai DNA methyltransferase. Basa sitosin yang dimodifikasi ada di sebelah basa guanin. Oleh karena itu, dalam struktur heliks ganda DNA, basa sitosin termodifikasi hadir secara diagonal satu sama lain pada untai DNA yang berlawanan.

Gambar 01: Metilasi DNA

Metilasi adenin adalah proses yang ditemukan pada tumbuhan, bakteri dan mamalia. Metilasi DNA tanaman dan organisme lain ditemukan dalam tiga konteks urutan yang berbeda. Mereka adalah CG, CHH dan CHG, di mana H merujuk pada Adenine, Thymine atau Cytosine.

Apa itu Metilasi Histone?

Histone adalah protein yang membentuk nukleosom, yang merupakan unit struktural kromosom eukariotik. Nukleosom membungkus DNA heliks ganda yang menghasilkan pembentukan kromosom. Metilasi Histone adalah proses yang mentransfer gugus metil ke asam amino protein histon. DNA dililit di sekitar dua set protein histon identik yang disebut sebagai octamer protein. Empat jenis protein histon (masing-masing dua salinan) yang terlibat dalam formasi ini adalah H2A, H2b, H3 dan H4. Keempat jenis protein histon ini terdiri dari ekstensi ekor. Ekstensi ekor ini bertindak sebagai target modifikasi nukleosom dengan metilasi. Aktivasi dan inaktivasi DNA sangat tergantung pada residu ekor yang dimetilasi dan kapasitas metilasi nya.

Gambar 02: Metilasi Histone

Metilasi histones secara langsung mempengaruhi transkripsi gen. Ini memiliki kemampuan untuk menambah atau mengurangi proses, yang tergantung pada jenis asam amino dalam protein histon yang akan dimetilasi dan pada jumlah kelompok metil yang terpasang. Proses transkripsi ditingkatkan karena beberapa reaksi metilasi yang melemahkan ikatan yang ada antara ekor histon dan DNA. Ini terjadi karena memungkinkan proses uncoiling DNA dari nukleosom yang memfasilitasi interaksi antara faktor-faktor transkripsi, polimerase dan DNA. Proses ini merupakan langkah penting dalam regulasi ekspresi gen dan menghasilkan ekspresi gen yang berbeda oleh sel yang berbeda. Metilasi protein histon terjadi pada residu ekor, paling sering pada residu lisin (K) dari histon dan H4 dan juga arginin (R). Lisin dan arginin adalah asam amino. Histone methyltransferase adalah enzim yang digunakan untuk mentransfer gugus metil ke lisin dan arginin, residu ekor protein histone H3 dan H4.

Apa Kesamaan Antara DNA dan Metilasi Histone?

• Dalam kedua proses, kelompok metil ditambahkan.

Apa Perbedaan Antara DNA dan Metilasi Histone?

Metilasi DNA vs Histone
Penambahan gugus metil pada nukleotida sitosin atau adenin dari molekul DNA dikenal sebagai metilasi DNA.	Transfer gugus metil ke asam amino protein histon dikenal sebagai metilasi histon.
Katalisator
Penambahan gugus metil ke residu sitosin dikatalisis oleh DNA metiltransferase.	Reaksi yang mentransfer gugus metil ke asam amino protein histon dikatalisis oleh histon metiltransferase.
Fungsi
Jika metilasi DNA terjadi pada daerah gen promotor, ia menekan transkripsi gen dan mencegah ekspresi gen..	Jika metilasi histone terjadi, itu mempromosikan pelepasan DNA dari nukleosom yang dibungkus dan memfasilitasi interaksi faktor transkripsi dan polimerase dengan DNA dan meningkatkan proses transkripsi gen.

Ringkasan - Metilasi DNA vs Histone

Metilasi adalah proses dimana kelompok metil ditambahkan ke molekul seperti DNA atau protein. Dalam konteks genetika, metilasi DNA dan metilasi histone secara langsung mempengaruhi regulasi transkripsi gen dan mengendalikan ekspresi gen sel. Reaksi metilasi DNA dan metilasi histone dikatalisis oleh masing-masing DNA dan histone metiltransferase. Ketika kelompok metil ditambahkan ke DNA, itu dikenal sebagai metilasi DNA dan ketika kelompok metil ditambahkan ke asam amino dari protein histon, itu dikenal sebagai metilasi histon. Ini adalah perbedaan antara metilasi DNA dan histone.

Unduh Versi PDF dari DNA dan Metilasi Histone

Anda dapat mengunduh versi PDF dari artikel ini dan menggunakannya untuk tujuan offline sesuai catatan kutipan. Silakan unduh versi PDF di sini Perbedaan Antara DNA dan Metilasi Histone

Referensi:

1. Rose, Nathan R., dan Robert J. Klose. "Memahami hubungan antara metilasi DNA dan metilasi lisin histone." Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier Pub. Co, Desember 2014, Tersedia di sini. Diakses 29 Agustus 2017
2. Kondo, Yutaka. "Epigenetic Cross-Talk antara Metilasi DNA dan Modifikasi Histone pada Kanker Manusia." Jurnal Medis Yonsei, Fakultas Kedokteran Universitas Yonsei, 31 Agustus 2009, Tersedia di sini. Diakses 29 Agustus 2017

Gambar milik:

1. "Metilasi DNA" Oleh Mariuswalter - Pekerjaan sendiri (CC BY-SA 4.0) melalui Commons Wikimedia
2. "Gambar 16 03 02" Oleh CNX OpenStax (CC BY 4.0) melalui Commons Wikimedia