Diferencia entre el ADN y la metilación de histonas
Diferencia clave: metilación de ADN vs histonas
La metilación es un proceso biológico por el cual un grupo metilo (CH3) se agrega a una molécula y se modifica para mejorar o reprimir su actividad. En el contexto de la genética, la metilación puede ocurrir en dos niveles: metilación del ADN y metilación de histonas. Ambos procesos afectan directamente el proceso de transcripción de los genes y controlan la expresión de genes. En la metilación del ADN, se agrega un grupo metilo a citosina o nucleótido de adenina de la molécula de ADN, que modifica los dos residuos de nucleótidos para reprimir la función de la transcripción génica y evitar la expresión de genes. En la metilación de histonas, se agrega un grupo metilo a los aminoácidos de la proteína de histona. Esta es la diferencia clave entre el ADN y la metilación de la histona.
CONTENIDO
1. Descripción general y diferencia de claves
2. ¿Qué es la metilación del ADN?
3. ¿Qué es la metilación de histonas?
4. Similitudes entre el ADN y la metilación de histonas
5. Comparación de lado a lado - Metilación de ADN vs histonas en forma tabular
6. Resumen
¿Qué es la metilación del ADN??
El proceso epigenético por el cual los grupos metilo se agregan a una molécula de ADN para controlar la expresión de genes se conoce como metilación del ADN. La metilación del ADN no altera la secuencia del ADN pero afecta la actividad del ADN. Este proceso es necesario para el desarrollo normal de un organismo y está vinculado a muchos procesos importantes del cuerpo que incluyen la preservación de la estabilidad cromosómica, el desarrollo embrionario, el carcinogénesis, el envejecimiento, la inactivación del cromosoma X y la represión de elementos transposibles. Cuando se produce un proceso de metilación en una región promotora de un gen, está involucrado en la represión de la transcripción génica. Una molécula de ADN consiste en una combinación de cuatro (04) nucleótidos: adenina, guanina, timina y citosina. De las cuatro bases de ADN, adenina y citosina se pueden metilar. Durante la metilación del ADN, se agrega un grupo metilo al 5th carbono del anillo de citosina para convertir la base de citosina a 5-metilcitosina. Este proceso de modificación de residuos de citosina es catalizado por una enzima conocida como ADN metiltransferasa. Una base de citosina modificada está presente al lado de una base de guanina. Por lo tanto, en la estructura helicoidal doble del ADN, las bases de citosina modificadas están presentes en diagonal entre sí en hilos de ADN opuestos.
Figura 01: metilación del ADN
La metilación de la adenina se encuentra en plantas, bacterias y mamíferos. La metilación del ADN de plantas y otros organismos se encuentra en tres contextos de secuencia diferentes. Son CG, CHH y CHG, donde H se refiere a adenina, timina o citosina.
¿Qué es la metilación de histonas??
La histona es una proteína que constituye el nucleosoma, que es la unidad estructural del cromosoma eucariota. El nucleosoma se envuelve alrededor de la doble hélice de ADN que da como resultado la formación de cromosomas. La metilación de histonas es un proceso que transfiere grupos metilo a los aminoácidos de la proteína de histona. El ADN se enrolla alrededor de dos conjuntos de proteínas de histonas idénticas denominadas proteínas octameras. Los cuatro tipos de proteínas de histona (dos copias cada una) involucradas en esta formación son H2A, H2B, H3 y H4. Estos cuatro tipos de proteínas de histonas consisten en una extensión de cola. Estas extensiones de cola actúan como los objetivos de la modificación de nucleosomas por metilación. La activación y la inactivación del ADN dependen en gran medida del residuo de la cola que esté metilado y su capacidad de metilación.
Figura 02: Metilación de histonas
La metilación de las histonas afecta directamente la transcripción de genes. Tiene la capacidad de aumentar o disminuir el proceso, que depende del tipo de aminoácidos en la proteína de histona que se metilará y del número de grupos metilo unidos. El proceso de transcripción se mejora debido a algunas reacciones de metilación que debilitan los enlaces presentes entre las colas de histona y el ADN. Esto ocurre debido a la habilitación del proceso de desenrollado de ADN del nucleosoma que facilita la interacción entre los factores de transcripción, las polimerasas y el ADN. Este proceso es un paso crítico en la regulación de la expresión génica y da como resultado la expresión de diferentes genes por diferentes células. La metilación de las proteínas de histonas ocurre en los residuos de la cola, más comúnmente en los residuos de lisina (k) de las colas de histona de H3 y H4 y también en arginina (R) también. La lisina y la arginina son aminoácidos. La histona metiltransferasa es una enzima que se utiliza para transferir grupos metilo a lisina y arginina, los residuos de la cola de las proteínas de histona H3 y H4.
¿Cuál es la similitud entre el ADN y la metilación de la histona??
- En ambos procesos, se agregan grupos metilo.
¿Cuál es la diferencia entre la metilación del ADN y la histona??
Metilación de ADN vs histonas | |
| La adición de un grupo metilo a los nucleótidos de citosina o adenina de una molécula de ADN se conoce como metilación del ADN. | La transferencia de grupos metilo a los aminoácidos de las proteínas de histona se conoce como metilación de histonas. |
| Catalizador | |
| La adición de grupo metilo al residuo de citosina es catalizada por el ADN metiltransferasa. | La reacción que transfiere grupos metilo al aminoácido de la proteína de histona es catalizada por la histona metiltransferasa. |
| Función | |
| Si la metilación del ADN se produce en la región promotora de un gen, suprime la transcripción de genes y previene la expresión génica. | Si se produce la metilación de histonas, promueve el desenrollado de ADN del nucleosoma envuelto y facilita la interacción de los factores de transcripción y las polimerasas con el ADN y mejora el proceso de transcripción génica. |
Resumen - Metilación de ADN vs histonas
La metilación es un proceso por el cual se agrega un grupo metilo a una molécula como el ADN o la proteína. En el contexto de la genética, la metilación del ADN y la metilación de histonas afectan directamente la regulación de la transcripción de un gen y controlan la expresión génica de las células. Las reacciones de la metilación del ADN y la metilación de histonas son catalizadas por ADN e histona metiltransferasa, respectivamente. Cuando se agrega un grupo metilo al ADN, se conoce como metilación del ADN y cuando se agrega un grupo metilo a los aminoácidos de la proteína de histona, se conoce como metilación de histonas. Esta es la diferencia entre el ADN y la metilación de la histona.
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Referencias:
1. Rose, Nathan R., y Robert J. Klose. “Comprender la relación entre la metilación del ADN y la metilación de la lisina de histona."Biochimica et Biophysica Acta, Elsevier Pub. CO, diciembre. 2014, disponible aquí. Consultado el 29 de agosto. 2017
2. Kondo, Yutaka. “La conversación cruzada epigenética entre la metilación del ADN y las modificaciones de histonas en cánceres humanos."Yonsei Medical Journal, Yonsei University College of Medicine, 31 de agosto. 2009, disponible aquí. Consultado el 29 de agosto. 2017
Imagen de cortesía:
1. "Metilación de ADN" por Mariuswalter - Trabajo propio (CC By -SA 4.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Figura 16 03 02" por CNX OpenStax (CC por 4.0) a través de Commons Wikimedia
