La diferència clau entre la metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones és que la metilació de l'ADN dóna lloc a bases d'ADN metilades que condueixen a la inactivació gènica, mentre que l'acetilació d'histones és una modificació de les proteïnes histones associades a l'estructura del nucleosoma.
Les modificacions epigenètiques són modificacions que donen lloc a la regulació de l'expressió gènica sense provocar cap canvi a la seqüència nativa de l'ADN. En aquest sentit, es produeixen dues modificacions químiques principals, la metilació de l'ADN i la modificació de les histones, per provocar canvis d'orientació en l'ADN, que condueixen a l'activació o inactivació de l'expressió gènica.
Què és la metilació de l'ADN?
La metilació de l'ADN és una modificació epigenètica principal que té lloc a les cèl·lules. Altera o regula l'expressió gènica. En aquest fenomen, les bases de l'ADN es metilen amb l'ajuda de les metil transferases. Els grups metil es transfereixen de la S-adenosil metionina. La metilació aleatòria de les bases de l'ADN condueix a la inactivació de l'expressió gènica. Quan la metilació de l'ADN té lloc en regions reguladores de l'ADN com les seqüències promotores, illes CpG, elements reguladors proximals i distals, aquestes seqüències es modifiquen, provocant la pèrdua de funció d'aquestes regions reguladores. Com a resultat, els factors de transcripció no s'uniran com s'esperava i es produeix la inactivació o la baixada de l'expressió gènica a nivell transcripcional. A més, aquestes modificacions de l'ADN també reduiran l'afinitat de l'ARN polimerasa per mantenir-se estable durant el procés de transcripció.
Figura 01: Metilació de l'ADN
La metilació de l'ADN o la hipermetilació de les regions d'ADN també condueixen a la impressió genòmica, que és un procés important per silenciar gens seleccionats com a mètode per regular l'expressió dels gens. Les mutacions activen la metilació de l'ADN en els gens. Els factors ambientals, l'estrès, la dieta, l'alcohol i altres factors exògens també activen la metilació de l'ADN. Per exemple, un patró dietètic prolongat que conté una alta composició de donants de metil pot provocar una hiperactivació de la metilació de l'ADN, mentre que un patró dietètic prolongat que constitueix concentracions molt baixes de donants de metil pot provocar la desmetilació de l'ADN..
Què és l'acetilació d'histones?
La modificació d'histona és un altre tipus de modificació epigenètica que provoca la regulació gènica. Hi ha moltes modificacions químiques diferents que tenen lloc a les diferents proteïnes histones associades a la formació de nucleosomes durant l'organització cromosòmica dels eucariotes. Aquestes modificacions inclouen la fosforilació, l'acetilació, la metilació, la glicosilació i la ubiqüitinació.
Figura 02: acetilació d'histones
L'acetilació d'histona està mediada per enzims acetil transferasa que acetilen els residus d'aminoàcids de diferents subunitats d'histona. Els residus d'aminoàcids de lisina de les proteïnes histones s'acetilen fàcilment. Després de l'acetilació, es produeix la descondensació, produint una estructura més oberta. Això permetrà que l'ADN estigui més exposat per a l'activació transcripcional. Aquest canvi d'orientació causat per la descondensació de l'estructura del nucleosoma permetrà reclutar fàcilment l'ARN polimerasa i els factors de transcripció per iniciar la transcripció. En canvi, quan es produeix la desacetilació de les histones, l'estructura del nucleosoma pateix condensació, la qual cosa impedirà l'activació de la transcripció.
Quines similituds hi ha entre la metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones?
- Tots dos són modificacions epigenètiques que tenen lloc per regular l'expressió gènica.
- Tots dos tenen lloc només en eucariotes.
- A més, en ambdós escenaris es produeixen modificacions químiques com a resultat d'una activitat enzimàtica.
- Factors exògens com l'entorn, l'estrès, la dieta i l'alcohol regulen tots dos processos.
- Ambdós processos no provocaran cap canvi de seqüència d'ADN.
- Aquests processos tenen lloc al nucli.
Quina diferència hi ha entre la metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones?
La metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones són ambdues modificacions epigenètiques. Tanmateix, mentre que la metilació de l'ADN té lloc a nivell d'ADN, l'acetilació d'histones és una modificació covalent química que té lloc a les proteïnes com a modificació post-traduccional de les proteïnes histones. Per tant, aquesta és la diferència clau entre la metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones. La metilació de l'ADN inactiva la transcripció mentre inhibeix l'inici de la transcripció i redueix l'estabilitat de l'ARN. En canvi, l'acetilació de les histones conduirà a la descondensació del nucleosoma que conduirà a l'activació de la transcripció.
La infografia següent presenta les diferències entre la metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones en forma tabular per comparar-les.
Resum: metilació de l'ADN versus acetilació d'histones
Les modificacions epigenètiques són essencials per aportar molta diversitat a la via d'expressió gènica facilitant la regulació en resposta a les fluctuacions ambientals. La metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones són dos tipus principals de mecanismes epigenètics que inactiven i activen l'expressió gènica, respectivament. Tot i que ambdós mecanismes no canvien la seqüència de l'ADN, participa en la creació de canvis d'orientació de l'ADN que promouen o inhibeixen l'expressió gènica. La metilació de l'ADN provoca la modificació de les bases de l'ADN mitjançant la metilació d'aquestes. En canvi, l'acetilació d'histones és l'acetilació de residus d'aminoàcids seleccionats, donant lloc a la cromatina descondensada. Aquests mecanismes s'activen en resposta a estímuls i tenen un paper important en la regulació de l'expressió d'un gen concret. Així, això resumeix la diferència entre la metilació de l'ADN i l'acetilació d'histones.
