Dallimi kryesor midis metilimit të ADN-së dhe acetilimit të histonit është se metilimi i ADN-së rezulton në baza të metiluara të ADN-së që çojnë në inaktivizimin e gjeneve, ndërsa acetilimi i histonit është një modifikim i proteinave të histonit të lidhur me strukturën nukleozome.
Modifikimet epigjenetike janë modifikime që rezultojnë në rregullimin e shprehjes së gjeneve pa shkaktuar ndonjë ndryshim në sekuencën vendase të ADN-së. Në këtë drejtim, dy modifikime kryesore kimike, metilimi i ADN-së dhe modifikimi i histonit, ndodhin për të shkaktuar ndryshime orientuese në ADN, duke çuar në aktivizimin ose inaktivizimin e shprehjes së gjeneve.
Çfarë është metilimi i ADN-së?
Metilimi i ADN-së është një modifikim kryesor epigjenetik që ndodh në qeliza. Ai ndryshon ose rregullon shprehjen e gjeneve. Në këtë fenomen, bazat e ADN-së metilohen me ndihmën e metil transferazave. Grupet metil transferohen nga S-adenozil metionina. Metilimi i rastësishëm i bazave të ADN-së çon në inaktivizimin e shprehjes së gjeneve. Kur metilimi i ADN-së ndodh në rajonet rregullatore të ADN-së si sekuencat promotore, ishujt CpG, elementët rregullues proksimal dhe distal, këto sekuenca modifikohen, duke çuar në humbjen e funksionit të atyre rajoneve rregullatore. Si rezultat, faktorët e transkriptimit nuk do të lidhen siç pritej dhe ndodh inaktivizimi ose rregullimi i ulët i shprehjes së gjeneve në nivelin e transkriptimit. Për më tepër, këto modifikime të ADN-së gjithashtu do të reduktojnë afinitetin e ARN polimerazës për të mbetur stabil gjatë procesit të transkriptimit.
Figura 01: Metilimi i ADN-së
Metilimi i ADN-së ose hiper-metilimi i rajoneve të ADN-së gjithashtu çon në ngulitjen gjenomike, e cila është një proces i rëndësishëm në heshtjen e gjeneve të zgjedhura si një metodë për rregullimin e shprehjes së gjeneve. Mutacionet aktivizojnë metilimin e ADN-së në gjene. Faktorët mjedisorë, stresi, dieta, alkooli dhe faktorë të tjerë ekzogjenë gjithashtu aktivizojnë metilimin e ADN-së. Për shembull, një model ushqimor i zgjatur që përmban një përbërje të lartë të donatorëve metil mund të çojë në hiper-aktivizimin e metilimit të ADN-së, ndërsa një model i zgjatur dietik që përmban përqendrime shumë të ulëta të donatorëve metil mund të çojë në demetilim të ADN-së.
Çfarë është acetilimi i histonit?
Modifikimi i histonit është një lloj tjetër modifikimi epigjenetik që shkakton rregullimin e gjeneve. Ka shumë modifikime të ndryshme kimike që ndodhin në proteinat e ndryshme të histoneve të lidhura me formimin e nukleozomeve gjatë organizimit kromozomik të eukarioteve. Këto modifikime përfshijnë fosforilimin, acetilimin, metilimin, glikozilimin dhe ubiquitinimin.
Figura 02: Acetilimi i histonit
Acetilimi i histonit ndërmjetësohet nga enzimat e acetil transferazës që acetilojnë mbetjet e aminoacideve të nënnjësive të ndryshme të histonit. Mbetjet e aminoacideve të lizinës të proteinave të histonit acetilohen lehtësisht. Pas acetilimit, ndodh dekondensimi, duke prodhuar një strukturë më të hapur. Kjo do të lejojë që ADN-ja të ekspozohet më shumë për aktivizimin e transkriptimit. Ky ndryshim orientues i shkaktuar nga dekondensimi i strukturës nukleozome do të lejojë që ARN polimeraza dhe faktorët e transkriptimit të rekrutohen lehtësisht për të filluar transkriptimin. Në të kundërt, kur ndodh deacetilimi i histonit, struktura nukleozome i nënshtrohet kondensimit, gjë që do të parandalojë aktivizimin e transkriptimit.
Cilat janë ngjashmëritë midis metilimit të ADN-së dhe acetilimit të histonit?
- Të dyja janë modifikime epigjenetike që ndodhin për të rregulluar shprehjen e gjeneve.
- Të dyja ndodhin vetëm në eukariotët.
- Për më tepër, modifikimet kimike si rezultat i një aktiviteti enzimatik ndodhin në të dy skenarët.
- Faktorët ekzogjenë si mjedisi, stresi, dieta dhe alkooli rregullojnë të dy proceset.
- Të dy proceset nuk do të rezultojnë në ndonjë ndryshim të sekuencës së ADN-së.
- Këto procese zhvillohen në bërthamë.
Cili është ndryshimi midis metilimit të ADN-së dhe acetilimit të histonit?
Metilimi i ADN-së dhe acetilimi i histonit janë të dyja modifikime epigjenetike. Sidoqoftë, ndërsa metilimi i ADN-së ndodh në nivelin e ADN-së, acetilimi i histonit është një modifikim kovalent kimik që ndodh në proteina si një modifikim pas përkthimit të proteinave të histonit. Pra, ky është ndryshimi kryesor midis metilimit të ADN-së dhe acetilimit të histonit. Metilimi i ADN-së çaktivizon transkriptimin ndërsa pengon fillimin e transkriptimit dhe redukton stabilitetin e ARN-së. Në të kundërt, acetilimi i histonit do të çojë në dekondensimin e nukleozomeve që çon në aktivizimin e transkriptimit.
Infografia e mëposhtme paraqet ndryshimet midis metilimit të ADN-së dhe acetilimit të histonit në formë tabelare për krahasim krah për krah.
Përmbledhje – Metilimi i ADN-së kundrejt acetilimit të histonit
Modifikimet epigjenetike janë thelbësore për të sjellë shumë diversitet në rrugën e shprehjes së gjeneve duke lehtësuar rregullimin në përgjigje të luhatjeve mjedisore. Metilimi i ADN-së dhe acetilimi i histonit janë dy lloje kryesore të mekanizmave epigjenetikë që çaktivizojnë dhe aktivizojnë respektivisht shprehjen e gjeneve. Ndërsa të dy mekanizmat nuk ndryshojnë sekuencën e ADN-së, ajo merr pjesë në krijimin e ndryshimeve orientuese të ADN-së që ose nxisin ose pengojnë shprehjen e gjeneve. Metilimi i ADN-së rezulton në modifikimin e bazave të ADN-së duke i metiluar ato. Në të kundërt, acetilimi i histonit është acetilimi i mbetjeve të përzgjedhura të aminoacideve, duke çuar në kromatinën e dekondensuar. Këta mekanizma aktivizohen në përgjigje të stimujve dhe luajnë një rol të rëndësishëm në rregullimin e shprehjes së një gjeni të caktuar. Kështu, kjo përmbledh ndryshimin midis metilimit të ADN-së dhe acetilimit të histonit.
