Quelle est la différence entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones

Le différence clé entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones est que la méthylation de l'ADN entraîne des bases d'ADN méthylées qui entraînent une inactivation des gènes, tandis que l'acétylation des histones est une modification des protéines histones associées à la structure des nucléosomes.

Les modifications épigénétiques sont des modifications qui entraînent une régulation de l'expression des gènes sans provoquer de changement dans la séquence native de l'ADN. À cet égard, deux principales modifications chimiques, la méthylation de l'ADN et la modification des histones, ont lieu pour provoquer des changements d'orientation dans l'ADN, conduisant à l'activation ou à l'inactivation de l'expression des gènes.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Qu'est-ce que la méthylation de l'ADN
3. Qu'est-ce que l'acétylation d'histone
4. Similitudes - méthylation de l'ADN et acétylation des histones
5. Méthylation de l'ADN vs acétylation des histones sous forme tabulaire
6. Résumé - Méthylation de l'ADN vs acétylation des histones

Qu'est-ce que la méthylation de l'ADN?

La méthylation de l'ADN est une modification épigénétique principale qui se déroule dans les cellules. Il modifie ou régule l'expression des gènes. Dans ce phénomène, les bases d'ADN sont méthylées à l'aide de méthyl transférases. Les groupes méthyle sont transférés de S-adénosyl méthionine. La méthylation aléatoire des bases d'ADN conduit à l'inactivation de l'expression des gènes. Lorsque la méthylation de l'ADN se déroule dans les régions régulatrices de l'ADN telles que les séquences promotrices, les îles CPG, les éléments régulateurs proximaux et distaux, ces séquences sont modifiées, conduisant à la perte de fonction de ces régions régulateurs. En conséquence, les facteurs de transcription ne se lieront pas comme prévu, et l'inactivation ou la régulation négative de l'expression des gènes au niveau transcriptionnel a lieu. De plus, ces modifications d'ADN réduiront également l'affinité de l'ARN polymérase pour rester stable pendant le processus de transcription.

Figure 01: méthylation de l'ADN

La méthylation de l'ADN ou l'hyper-méthylation des régions d'ADN conduisent également à une empreinte génomique, qui est un processus important pour faire taire les gènes sélectionnés comme méthode de régulation de l'expression des gènes. Les mutations activent la méthylation de l'ADN dans les gènes. Les facteurs environnementaux, le stress, l'alimentation, l'alcool et d'autres facteurs exogènes activent également la méthylation de l'ADN. Par exemple, un modèle alimentaire prolongé contenant une composition élevée de donneurs de méthyle peut entraîner une hyper-activation de la méthylation de l'ADN tandis qu'un modèle alimentaire prolongé constituant de très faibles concentrations de donneurs de méthyle peut entraîner une déméthylation de l'ADN.

Qu'est-ce que l'acétylation d'histone?

La modification des histones est un autre type de modification épigénétique qui provoque la régulation des gènes. Il existe de nombreuses modifications chimiques différentes qui se déroulent sur les différentes protéines histones associées à la formation de nucléosomes pendant l'organisation chromosomique des eucaryotes. Ces modifications incluent la phosphorylation, l'acétylation, la méthylation, la glycosylation et l'ubiquitination.

Figure 02: Acétylation des histones

L'acétylation des histones est médiée par des enzymes acétyl transférases qui acétylate les résidus d'acides aminés de différentes sous-unités d'histone. Les résidus d'acides aminés de lysine des protéines histones deviennent facilement acétylées. Après l'acétylation, la décondensation a lieu, produisant une structure plus ouverte. Cela permettra à l'ADN d'être exposé davantage pour l'activation transcriptionnelle. Ce changement d'orientation causé par la décondensation de la structure des nucléosomes permettra à l'ARN polymérase et aux facteurs de transcription d'être recrutés facilement pour initier la transcription. En revanche, lorsque la désacétylation des histones a lieu, la structure des nucléosomes subit une condensation, ce qui empêchera l'activation de la transcription.

Quelles sont les similitudes entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones?

• Les deux sont des modifications épigénétiques qui ont lieu pour réguler l'expression des gènes.
• Les deux n'ont lieu que dans les eucaryotes.
• De plus, les modifications chimiques à la suite d'une activité enzymatique ont lieu dans les deux scénarios.
• Des facteurs exogènes tels que l'environnement, le stress, l'alimentation et l'alcool régulent les deux processus.
• Les deux processus n'entraîneront aucun changement de séquence d'ADN.
• Ces processus ont lieu dans le noyau.

Quelle est la différence entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones?

La méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones sont toutes deux des modifications épigénétiques. Cependant, alors que la méthylation de l'ADN se déroule au niveau de l'ADN, l'acétylation des histones est une modification covalente chimique qui se déroule dans les protéines en tant que modification post-traductionnelle des protéines histones. C'est donc la principale différence entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones. La méthylation de l'ADN inactive la transcription tout en inhibant l'initiation de la transcription et en réduisant la stabilité de l'ARN. En revanche, l'acétylation d'histone conduira à la décondensation du nucléosome conduisant à l'activation de la transcription.

L'infographie ci-dessous présente les différences entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones sous forme tabulaire pour une comparaison côte à côte.

Résumé - Méthylation de l'ADN vs acétylation des histones

Les modifications épigénétiques sont essentielles pour apporter beaucoup de diversité à la voie d'expression génique en facilitant la régulation en réponse aux fluctuations environnementales. La méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones sont deux principaux types de mécanismes épigénétiques qui inactivernt et activent l'expression des gènes, respectivement. Bien que les deux mécanismes ne changent pas la séquence de l'ADN, il participe à la création de changements d'orientation de l'ADN qui favorisent ou inhibent l'expression des gènes. La méthylation de l'ADN entraîne une modification des bases d'ADN en les méthylant. En revanche, l'acétylation des histones est l'acétylation de résidus d'acides aminés sélectionnés, conduisant à une chromatine décondeuse. Ces mécanismes sont activés en réponse aux stimuli et jouent un rôle important dans la régulation de l'expression d'un gène particulier. Ainsi, cela résume la différence entre la méthylation de l'ADN et l'acétylation des histones.

Référence:

1. Cheung, Peter et Priscilla Lau. «Régulation épigénétique par méthylation des histones et variantes d'histones.»Endocrinologie moléculaire, Oxford Academic, MAR. 2005.
2. Hamilton, James P. «Épigénétique: principes et pratique.«Maladies digestives (Bâle, Suisse), S. Karger AG, 2011.

Image gracieuseté:

1. «Méthylation de l'ADN» par Mariuswalter - Propre travaux (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. «Acétylation des histones et désacétylation» par Annabelle L. Rodd, Katherine Ververis et Tom C. Karagiannis - Hindawi (CC par 3.0) via Commons Wikimedia