ДНХ-ийн метилжилт ба гистон ацетилжилтын гол ялгаа нь ДНХ метилжилт нь генийг идэвхгүйжүүлэхэд хүргэдэг метилжүүлсэн ДНХ-ийн суурь үүсгэдэг бол гистон ацетилжилт нь нуклеосомын бүтэцтэй холбоотой гистоны уургийн өөрчлөлт юм.
Эпигенетик өөрчлөлтүүд нь ДНХ-ийн үндсэн дараалалд өөрчлөлт оруулахгүйгээр генийн экспрессийн зохицуулалтыг бий болгодог өөрчлөлтүүд юм. Үүнтэй холбогдуулан ДНХ-ийн метилизаци ба гистоны өөрчлөлт гэсэн хоёр үндсэн химийн өөрчлөлт нь ДНХ-д чиг баримжаагаа өөрчлөхөд хүргэдэг бөгөөд энэ нь генийн илэрхийлэлийг идэвхжүүлэх эсвэл идэвхгүйжүүлэхэд хүргэдэг.
ДНХ метилизаци гэж юу вэ?
ДНХ-ийн метилизаци нь эсэд явагддаг эпигенетикийн үндсэн өөрчлөлт юм. Энэ нь генийн илэрхийлэлийг өөрчилдөг эсвэл зохицуулдаг. Энэ үзэгдлийн үед ДНХ-ийн суурь нь метил трансферазын тусламжтайгаар метилчлэгддэг. Метилийн бүлгүүдийг S-аденозил метиониноос шилжүүлдэг. ДНХ-ийн суурийн санамсаргүй метилизаци нь генийн илэрхийлэлийг идэвхгүй болгоход хүргэдэг. ДНХ-ийн метилизаци нь промоторын дараалал, CpG арлууд, проксимал ба дистал зохицуулалтын элементүүд гэх мэт ДНХ-ийн зохицуулалтын бүсэд явагдах үед эдгээр дараалалд өөрчлөлт орж, тэдгээр зохицуулалтын бүсүүдийн үйл ажиллагаа алдагдахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд транскрипцийн хүчин зүйлүүд нь хүлээгдэж буй байдлаар холбогдож чадахгүй бөгөөд транскрипцийн түвшинд генийн илэрхийлэл идэвхгүй болох эсвэл буурах зохицуулалт явагдана. Цаашилбал, эдгээр ДНХ-ийн өөрчлөлтүүд нь транскрипцийн явцад тогтвортой байхын тулд РНХ полимеразын хамаарлыг бууруулна.
Зураг 01: ДНХ метилизаци
ДНХ-ийн метилизаци буюу ДНХ-ийн бүс нутгуудын гипер-метиляци нь мөн геномын импринтингт хүргэдэг бөгөөд энэ нь генийн илэрхийлэлийг зохицуулах арга болгон сонгогдсон генийг дуугүй болгох чухал үйл явц юм. Мутаци нь ген дэх ДНХ метилжилтийг идэвхжүүлдэг. Хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс, стресс, хоолны дэглэм, согтууруулах ундаа болон бусад гадны хүчин зүйлүүд нь ДНХ метилжилтийг идэвхжүүлдэг. Жишээлбэл, метилийн донорын өндөр найрлага агуулсан хоолны дэглэмийг удаан хугацаагаар хэрэглэх нь ДНХ метилжилтийг хэт идэвхжүүлэхэд хүргэдэг бол метилийн доноруудын маш бага концентрацийг бүрдүүлдэг удаан хугацааны хоолны дэглэм нь ДНХ-ийн деметиляцид хүргэдэг.
Гистон ацетилизаци гэж юу вэ?
Гистоны өөрчлөлт нь генийн зохицуулалтыг үүсгэдэг эпигенетик өөрчлөлтийн өөр нэг төрөл юм. Эукариотуудын хромосомын зохион байгуулалтын явцад нуклеосом үүсэхтэй холбоотой янз бүрийн гистоны уурагуудад олон төрлийн химийн өөрчлөлтүүд явагддаг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь фосфоржилт, ацетилизаци, метилжилт, гликозиляци, убиквитинжилт орно.
Зураг 02: Гистоны ацетилизаци
Гистоны ацетилжилт нь гистоны өөр өөр дэд нэгжийн амин хүчлийн үлдэгдлийг ацетил трансфераза ферментээр зуучилдаг. Гистоны уургийн лизин амин хүчлийн үлдэгдэл амархан ацетилждэг. Ацетилжилтийн дараа деконденсаци явагдаж, илүү нээлттэй бүтэц бий болно. Энэ нь ДНХ-ийг транскрипцийн идэвхжүүлэлтэд илүү ихээр ил гаргах боломжийг олгоно. Нуклеосомын бүтцийн деконденсациас үүдэлтэй энэхүү чиг баримжаа өөрчлөлт нь РНХ полимераз болон транскрипцийн хүчин зүйлийг хялбархан цуглуулж, транскрипцийг эхлүүлэх боломжийг олгоно. Үүний эсрэгээр, гистоны деацетиляци явагдах үед нуклеосомын бүтцэд конденсац орж, транскрипц идэвхжихээс сэргийлнэ.
ДНХ-ийн метилизаци ба гистон ацетилжилтийн хооронд ямар төстэй зүйл байдаг вэ?
- Хоёулаа генийн илэрхийлэлийг зохицуулахын тулд явагддаг эпигенетик өөрчлөлтүүд.
- Хоёулаа зөвхөн эукариотуудад явагддаг.
- Түүгээр ч зогсохгүй ферментийн үйл ажиллагааны үр дүнд химийн өөрчлөлтүүд энэ хоёр хувилбарт явагдана.
- Байгаль орчин, стресс, хоолны дэглэм, архи зэрэг гадны хүчин зүйлс нь хоёр үйл явцыг зохицуулдаг.
- Хоёр үйл явц нь ДНХ-ийн дараалалд өөрчлөлт орохгүй.
- Эдгээр процессууд цөмд явагддаг.
ДНХ-ийн метилизаци ба гистон ацетилжилтийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
ДНХ метилизаци ба гистон ацетилизаци нь хоёулаа эпигенетикийн өөрчлөлт юм. Гэсэн хэдий ч ДНХ-ийн метилизаци нь ДНХ-ийн түвшинд явагддаг бол гистоны ацетилизаци нь гистоны уургийн трансляцийн дараах өөрчлөлтийн хувьд уурагт явагддаг химийн ковалент өөрчлөлт юм. Тиймээс энэ нь ДНХ-ийн метилизаци ба гистон ацетилжилтийн гол ялгаа юм. ДНХ метилизаци нь транскрипцийг идэвхгүй болгож, транскрипцийн эхлэлийг дарангуйлж, РНХ-ийн тогтвортой байдлыг бууруулдаг. Үүний эсрэгээр, гистоны ацетилизаци нь нуклеосомын деконденсацид хүргэж, транскрипцийг идэвхжүүлнэ.
Доорх инфографик нь ДНХ-ийн метилизаци ба гистон ацетилжилтийн ялгааг хүснэгт хэлбэрээр харуулж байна.
Хураангуй – ДНХ метилжилт ба гистон ацетилжилт
Эпигенетикийн өөрчлөлт нь хүрээлэн буй орчны хэлбэлзлийн хариуд зохицуулалтыг хөнгөвчлөх замаар генийн илэрхийллийн замд олон янз байдлыг бий болгоход зайлшгүй шаардлагатай. ДНХ-ийн метилизаци ба гистон ацетилизаци нь генийн илэрхийлэлийг идэвхгүй болгож, идэвхжүүлдэг эпигенетик механизмын үндсэн хоёр төрөл юм. Хоёр механизм хоёулаа ДНХ-ийн дарааллыг өөрчилдөггүй ч генийн илэрхийлэлийг дэмжих эсвэл саатуулдаг ДНХ-ийн чиг баримжаа өөрчлөлтийг бий болгоход оролцдог. ДНХ метилжилт нь ДНХ-ийн суурийг метилжүүлэх замаар өөрчлөхөд хүргэдэг. Үүний эсрэгээр гистоны ацетилизаци нь сонгосон амин хүчлийн үлдэгдлийг ацетилизаци бөгөөд энэ нь деконденсаци хроматин үүсэхэд хүргэдэг. Эдгээр механизмууд нь өдөөлтөд хариу үйлдэл үзүүлж, тодорхой генийн илэрхийлэлийг зохицуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тиймээс энэ нь ДНХ-ийн метилизаци ба гистон ацетилжилтийн ялгааг нэгтгэн харуулав.
