Diferencia clave: ADN frente a metilación de histonas
La metilación es un proceso biológico mediante el cual se agrega un grupo metilo (CH3) 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: la metilación del ADN y la metilación de las histonas. Ambos procesos afectan directamente el proceso de transcripción de genes y controlan la expresión de genes. En la metilación del ADN, se agrega un grupo metilo a la citosina o al nucleótido de adenina de la molécula de ADN, lo que modifica los dos residuos de nucleótidos para reprimir la función de la transcripción de genes y evitar la expresión de genes. En la metilación de histonas, se agrega un grupo metilo a los aminoácidos de la proteína histona. Esta es la diferencia clave entre el ADN y la metilación de histonas.
¿Qué es la metilación del ADN?
El proceso epigenético mediante el cual se agregan grupos metilo a una molécula de ADN para controlar la expresión de los 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 relacionado con muchos procesos importantes del cuerpo que incluyen la preservación de la estabilidad cromosómica, el desarrollo embrionario, la carcinogénesis, el envejecimiento, la inactivación del cromosoma X y la represión de elementos transponibles. Cuando el proceso de metilación ocurre en una región promotora de un gen, está involucrado en la represión de la transcripción del gen. Una molécula de ADN consiste en una combinación de cuatro (04) nucleótidos: adenina, guanina, timina y citosina. De las cuatro bases del ADN, la adenina y la citosina pueden metilarse. Durante la metilación del ADN, se agrega un grupo metilo al carbono 5th del anillo de citosina para convertir la base de citosina en 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 junto a una base de guanina. Por lo tanto, en la estructura de doble hélice del ADN, las bases de citosina modificadas están presentes en diagonal entre sí en hebras de ADN opuestas.
Figura 01: Metilación del ADN
La metilación de la adenina es un proceso que 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 forma el nucleosoma, que es la unidad estructural del cromosoma eucariótico. El nucleosoma envuelve la doble hélice del ADN, lo 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 histona. El ADN se enrolla alrededor de dos conjuntos de proteínas histonas idénticas denominadas octámero de proteínas. Los cuatro tipos de proteínas histonas (dos copias cada una) involucradas en esta formación son H2A, H2b, H3 y H4. Estos cuatro tipos de proteínas histonas consisten en una extensión de cola. Estas extensiones de la cola actúan como objetivos de la modificación del nucleosoma por metilación. La activación e inactivación del ADN dependen en gran medida del residuo de la cola que se metila y de su capacidad de metilación.
Figura 02: Metilación de histonas
La metilación de las histonas afecta directamente a la transcripción de los genes. Tiene la capacidad de aumentar o disminuir el proceso, que depende del tipo de aminoácidos en la proteína histona que se va a metilar y del número de grupos metilo unidos. El proceso de transcripción mejora debido a algunas reacciones de metilación que debilitan los enlaces presentes entre las colas de las histonas y el ADN. Esto ocurre debido a que permite el proceso de desenrollado del ADN del nucleosoma, lo 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 histonas ocurre en los residuos de la cola, más comúnmente en los residuos de lisina (K) de las colas de histonas de H3 y H4 y también en la arginina (R). 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 histonas H3 y H4.
¿Cuál es la similitud entre el ADN y la metilación de histonas?
En ambos procesos se añaden grupos metilo
¿Cuál es la diferencia entre el ADN y la metilación de histonas?
ADN frente a metilación de histonas |
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| 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 histonas se conoce como metilación de histonas. |
| Catalizador | |
| La ADN metiltransferasa cataliza la adición del grupo metilo al residuo de citosina. | La histona metiltransferasa cataliza la reacción que transfiere los grupos metilo al aminoácido de la proteína histona. |
| Función | |
| Si la metilación del ADN se produce en la región promotora de un gen, suprime la transcripción de genes y evita la expresión génica. | Si se produce la metilación de histonas, promueve el desenrollado del 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 de genes. |
Resumen: ADN frente a metilación de histonas
La metilación es un proceso mediante el cual se agrega un grupo metilo a una molécula como el ADN o una proteína. En el contexto de la genética, la metilación del ADN y la metilación de las histonas afectan directamente la regulación de la transcripción de un gen y controlan la expresión génica de las células. Las reacciones de metilación del ADN y metilación de histonas son catalizadas por el ADN y la 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 histona, se conoce como metilación de histona. Esta es la diferencia entre el ADN y la metilación de histonas.
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