ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง DNA methylation และ histone acetylation คือ DNA methylation ส่งผลให้เกิด methylated DNA base ที่นำไปสู่การยับยั้งการทำงานของยีน ในขณะที่ histone acetylation เป็นการดัดแปลงโปรตีนฮิสโตนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างนิวคลีโอโซม
การดัดแปลง Epigenetic เป็นการดัดแปลงที่ส่งผลให้เกิดการควบคุมการแสดงออกของยีนโดยไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับลำดับดั้งเดิมของ DNA ในเรื่องนี้ การดัดแปลงทางเคมีหลักสองอย่าง คือ การดัดแปลง DNA methylation และการดัดแปลงฮิสโตน เกิดขึ้นเพื่อทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการวางแนวใน DNA ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นหรือปิดใช้งานการแสดงออกของยีน
DNA Methylation คืออะไร
DNA methylation เป็นการดัดแปลง epigenetic หลักที่เกิดขึ้นในเซลล์ มันเปลี่ยนแปลงหรือควบคุมการแสดงออกของยีน ในปรากฏการณ์นี้ เบสของ DNA จะถูก methylated ด้วยความช่วยเหลือของ methyl transferases หมู่เมทิลถูกถ่ายโอนจาก S-adenosyl methionine เมทิลเลชันแบบสุ่มของเบสดีเอ็นเอนำไปสู่การยับยั้งการแสดงออกของยีน เมื่อการเกิดเมทิลเลชันของ DNA เกิดขึ้นในบริเวณควบคุมของ DNA เช่น ลำดับโปรโมเตอร์, เกาะ CpG, องค์ประกอบควบคุมส่วนปลายและส่วนปลาย ลำดับเหล่านี้จะถูกแก้ไข นำไปสู่การสูญเสียหน้าที่ของภูมิภาคควบคุมเหล่านั้น ด้วยเหตุนี้ ปัจจัยการถอดรหัสจะไม่มีผลผูกพันตามที่คาดไว้ และการปิดใช้งานหรือการปรับลดการแสดงออกของยีนที่ระดับการถอดรหัสเกิดขึ้น นอกจากนี้ การดัดแปลง DNA เหล่านี้จะลดความสัมพันธ์ของ RNA polymerase ให้คงที่ในระหว่างกระบวนการถอดรหัส
รูปที่ 01: DNA Methylation
DNA methylation หรือ hyper-methylation ของบริเวณ DNA ก็นำไปสู่การพิมพ์จีโนมซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญในการปิดเสียงยีนที่เลือกเป็นวิธีการควบคุมการแสดงออกของยีน การกลายพันธุ์กระตุ้น DNA methylation ในยีน ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ความเครียด อาหาร แอลกอฮอล์ และปัจจัยภายนอกอื่นๆ ยังกระตุ้น DNA methylation ตัวอย่างเช่น รูปแบบการรับประทานอาหารที่ยืดเยื้อซึ่งมีองค์ประกอบสูงของผู้บริจาคเมทิลอาจนำไปสู่การกระตุ้นมากเกินไปของ DNA methylation ในขณะที่รูปแบบการรับประทานอาหารที่ยืดเยื้อซึ่งมีความเข้มข้นต่ำมากของผู้บริจาคเมทิลอาจนำไปสู่การ demethylation ของ DNA
Histone Acetylation คืออะไร
Histone modified เป็นการดัดแปลง epigenetic อีกประเภทหนึ่งที่ทำให้เกิดการควบคุมยีนมีการดัดแปลงทางเคมีหลายอย่างที่เกิดขึ้นกับโปรตีนฮิสโตนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างนิวคลีโอโซมระหว่างการจัดโครโมโซมของยูคาริโอต การปรับเปลี่ยนเหล่านี้รวมถึง phosphorylation, acetylation, methylation, glycosylation และ ubiquitination
รูปที่ 02: Histone Acetylation
Histone acetylation ถูกสื่อกลางโดยเอนไซม์ acetyl transferase ที่ acetylate amino acid ตกค้างของหน่วยย่อย histone ที่แตกต่างกัน ส่วนที่เหลือของกรดอะมิโนไลซีนของโปรตีนฮิสโตนจะได้รับอะซิติเลตอย่างรวดเร็ว หลังจากการควบแน่นของอะซิติเลชั่น การควบแน่นจะเกิดขึ้น ทำให้เกิดโครงสร้างที่เปิดกว้างมากขึ้น สิ่งนี้จะช่วยให้ DNA ถูกเปิดเผยมากขึ้นสำหรับการเปิดใช้งานการถอดรหัส การเปลี่ยนแปลงทิศทางนี้เกิดจากการควบแน่นของโครงสร้างนิวคลีโอโซมจะช่วยให้ RNA polymerase และปัจจัยการถอดรหัสสามารถคัดเลือกได้ง่ายเพื่อเริ่มต้นการถอดรหัสในทางตรงกันข้าม เมื่อเกิดการสลายตัวของฮิสโตน โครงสร้างนิวคลีโอโซมจะเกิดการควบแน่น ซึ่งจะป้องกันไม่ให้เกิดการถอดรหัส
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA Methylation และ Histone Acetylation คืออะไร
- ทั้งสองเป็นการดัดแปลงพันธุกรรมที่เกิดขึ้นเพื่อควบคุมการแสดงออกของยีน
- ทั้งสองจัดขึ้นในยูคาริโอตเท่านั้น
- ยิ่งไปกว่านั้น การดัดแปลงทางเคมีอันเป็นผลมาจากการทำงานของเอนไซม์เกิดขึ้นในทั้งสองสถานการณ์
- ปัจจัยภายนอก เช่น สิ่งแวดล้อม ความเครียด อาหาร และแอลกอฮอล์ ควบคุมกระบวนการทั้งสอง
- ทั้งสองกระบวนการจะไม่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงลำดับดีเอ็นเอใดๆ
- กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นในนิวเคลียส
ความแตกต่างระหว่าง DNA Methylation และ Histone Acetylation คืออะไร
DNA methylation และ histone acetylation เป็นการดัดแปลง epigeneticอย่างไรก็ตาม ในขณะที่เมทิลเลชันดีเอ็นเอเกิดขึ้นที่ระดับดีเอ็นเอ ฮิสโตนอะซิติเลชันเป็นการดัดแปลงโควาเลนต์ทางเคมีที่เกิดขึ้นในโปรตีนเป็นการดัดแปลงโปรตีนฮิสโตนหลังการแปล นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่าง DNA methylation และ histone acetylation DNA methylation ยับยั้งการถอดรหัสในขณะที่ยับยั้งการเริ่มต้นการถอดรหัสและลดความเสถียรของ RNA ในทางตรงกันข้าม histone acetylation จะนำไปสู่การควบแน่นของนิวคลีโอโซมที่นำไปสู่การกระตุ้นการถอดรหัส
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงความแตกต่างระหว่าง DNA methylation และ histone acetylation ในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – DNA Methylation vs Histone Acetylation
การดัดแปลง Epigenetic มีความสำคัญในการนำความหลากหลายมาสู่เส้นทางการแสดงออกของยีนโดยการอำนวยความสะดวกด้านกฎระเบียบเพื่อตอบสนองต่อความผันผวนของสิ่งแวดล้อม DNA methylation และ histone acetylation เป็นกลไก epigenetic หลักสองประเภทที่ยับยั้งและกระตุ้นการแสดงออกของยีนตามลำดับแม้ว่ากลไกทั้งสองจะไม่เปลี่ยนลำดับของ DNA แต่ก็มีส่วนร่วมในการสร้างการเปลี่ยนแปลงการวางแนวของ DNA ที่ส่งเสริมหรือยับยั้งการแสดงออกของยีน DNA methylation ส่งผลให้เกิดการดัดแปลงเบสของ DNA โดยการ methylating พวกมัน ในทางตรงกันข้าม ฮิสโตน แอซีทิเลชันคือแอซีทิเลชันของเรซิดิวกรดอะมิโนที่เลือก ซึ่งนำไปสู่โครมาตินที่ควบแน่น กลไกเหล่านี้ถูกกระตุ้นเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการแสดงออกของยีนบางตัว ดังนั้น นี่จึงสรุปความแตกต่างระหว่าง DNA methylation และ histone acetylation
