La diferencia clave entre la metilación del ADN y la acetilación de histonas es que la metilación del ADN da como resultado bases de ADN metiladas que conducen a la inactivación de genes, mientras que la acetilación de histonas es una modificación de las proteínas histonas asociadas con la estructura del nucleosoma.
Las modificaciones epigenéticas son modificaciones que resultan en la regulación de la expresión génica sin causar ningún cambio en la secuencia nativa del ADN. En este sentido, tienen lugar dos modificaciones químicas principales, la metilación del ADN y la modificación de las histonas, que provocan cambios de orientación en el ADN, lo que conduce a la activación o inactivación de la expresión génica.
¿Qué es la metilación del ADN?
La metilación del ADN es una de las principales modificaciones epigenéticas que tiene lugar en las células. Altera o regula la expresión génica. En este fenómeno, las bases de ADN se metilan con la ayuda de metiltransferasas. Los grupos metilo se transfieren de S-adenosil metionina. La metilación aleatoria de bases de ADN conduce a la inactivación de la expresión génica. Cuando la metilación del ADN tiene lugar en las regiones reguladoras del ADN, como las secuencias promotoras, las islas CpG, los elementos reguladores proximales y distales, estas secuencias se modifican, lo que lleva a la pérdida de la función de esas regiones reguladoras. Como resultado, los factores de transcripción no se unirán como se esperaba y tiene lugar la inactivación o regulación a la baja de la expresión génica a nivel transcripcional. Además, estas modificaciones del ADN también reducirán la afinidad de la ARN polimerasa para permanecer estable durante el proceso de transcripción.
Figura 01: Metilación del ADN
La metilación del ADN o la hipermetilación de las regiones del ADN también conducen a la impresión genómica, que es un proceso importante para silenciar genes seleccionados como método para regular la expresión de los genes. Las mutaciones activan la metilación del ADN en los genes. Los factores ambientales, el estrés, la dieta, el alcohol y otros factores exógenos también activan la metilación del ADN. Por ejemplo, un patrón dietético prolongado que contenga una alta composición de donantes de metilo puede provocar la hiperactivación de la metilación del ADN, mientras que un patrón dietético prolongado que contenga concentraciones muy bajas de donantes de metilo puede provocar la desmetilación del ADN.
¿Qué es la acetilación de histonas?
La modificación de histonas es otro tipo de modificación epigenética que causa la regulación de genes. Hay muchas modificaciones químicas diferentes que tienen lugar en las diferentes proteínas histonas asociadas con la formación de nucleosomas durante la organización cromosómica de los eucariotas. Estas modificaciones incluyen fosforilación, acetilación, metilación, glicosilación y ubiquitinación.
Figura 02: Acetilación de histonas
La acetilación de histonas está mediada por enzimas acetil transferasa que acetilan residuos de aminoácidos de diferentes subunidades de histonas. Los residuos de aminoácidos de lisina de las proteínas histonas se acetilan fácilmente. Después de la acetilación, tiene lugar la descondensación, produciendo una estructura más abierta. Esto permitirá que el ADN esté más expuesto para la activación transcripcional. Este cambio de orientación causado por la descondensación de la estructura del nucleosoma permitirá que la ARN polimerasa y los factores de transcripción se recluten fácilmente para iniciar la transcripción. Por el contrario, cuando tiene lugar la desacetilación de histonas, la estructura del nucleosoma se condensa, lo que impedirá la activación de la transcripción.
¿Cuáles son las similitudes entre la metilación del ADN y la acetilación de histonas?
- Ambas son modificaciones epigenéticas que tienen lugar para regular la expresión génica.
- Ambos ocurren solo en eucariotas.
- Además, en ambos escenarios tienen lugar modificaciones químicas como resultado de una actividad enzimática.
- Factores exógenos como el medio ambiente, el estrés, la dieta y el alcohol regulan ambos procesos.
- Ambos procesos no darán como resultado ningún cambio en la secuencia de ADN.
- Estos procesos tienen lugar en el núcleo.
¿Cuál es la diferencia entre la metilación del ADN y la acetilación de histonas?
La metilación del ADN y la acetilación de histonas son modificaciones epigenéticas. Sin embargo, mientras que la metilación del ADN tiene lugar a nivel del ADN, la acetilación de histonas es una modificación química covalente que tiene lugar en las proteínas como una modificación postraduccional de las proteínas histonas. Entonces, esta es la diferencia clave entre la metilación del ADN y la acetilación de histonas. La metilación del ADN inactiva la transcripción mientras inhibe el inicio de la transcripción y reduce la estabilidad del ARN. Por el contrario, la acetilación de histonas conducirá a la descondensación del nucleosoma que conducirá a la activación de la transcripción.
La siguiente infografía presenta las diferencias entre la metilación del ADN y la acetilación de histonas en forma tabular para compararlas lado a lado.
Resumen: metilación del ADN frente a acetilación de histonas
Las modificaciones epigenéticas son esenciales para aportar mucha diversidad a la vía de expresión génica al facilitar la regulación en respuesta a las fluctuaciones ambientales. La metilación del ADN y la acetilación de histonas son dos tipos principales de mecanismos epigenéticos que inactivan y activan la expresión génica, respectivamente. Si bien ninguno de los dos mecanismos cambia la secuencia del ADN, participa en la creación de cambios de orientación del ADN que promueven o inhiben la expresión génica. La metilación del ADN da como resultado la modificación de las bases del ADN al metilarlas. Por el contrario, la acetilación de histonas es la acetilación de residuos de aminoácidos seleccionados, lo que conduce a la cromatina descondensada. Estos mecanismos se activan en respuesta a estímulos y juegan un papel importante en la regulación de la expresión de un gen en particular. Por lo tanto, esto resume la diferencia entre la metilación del ADN y la acetilación de histonas.
