Perbedaan utama antara metilasi DNA dan asetilasi histon adalah bahwa metilasi DNA menghasilkan basa DNA termetilasi yang menyebabkan inaktivasi gen, sedangkan asetilasi histon adalah modifikasi protein histon yang terkait dengan struktur nukleosom.
Modifikasi epigenetik adalah modifikasi yang menghasilkan regulasi ekspresi gen tanpa menyebabkan perubahan apa pun pada urutan asli DNA. Dalam hal ini, dua modifikasi kimia utama, metilasi DNA dan modifikasi histon, terjadi untuk menyebabkan perubahan orientasi pada DNA, yang menyebabkan aktivasi atau inaktivasi ekspresi gen.
Apa itu Metilasi DNA?
Metilasi DNA adalah modifikasi epigenetik utama yang terjadi dalam sel. Ini mengubah atau mengatur ekspresi gen. Dalam fenomena ini, basa DNA dimetilasi dengan bantuan metil transferase. Gugus metil dipindahkan dari S-adenosil metionin. Metilasi acak basa DNA menyebabkan inaktivasi ekspresi gen. Ketika metilasi DNA terjadi di daerah pengatur DNA seperti sekuens promotor, pulau CpG, elemen pengatur proksimal dan distal, urutan ini dimodifikasi, yang menyebabkan hilangnya fungsi daerah pengatur tersebut. Akibatnya, faktor transkripsi tidak akan mengikat seperti yang diharapkan, dan terjadi inaktivasi atau penurunan regulasi ekspresi gen pada tingkat transkripsi. Selain itu, modifikasi DNA ini juga akan menurunkan afinitas RNA polimerase agar tetap stabil selama proses transkripsi.
Gambar 01: Metilasi DNA
Metilasi DNA atau hipermetilasi wilayah DNA juga mengarah pada pencetakan genom, yang merupakan proses penting dalam membungkam gen terpilih sebagai metode untuk mengatur ekspresi gen. Mutasi mengaktifkan metilasi DNA dalam gen. Faktor lingkungan, stres, diet, alkohol, dan faktor eksogen lainnya juga mengaktifkan metilasi DNA. Misalnya, pola makan yang berkepanjangan yang mengandung komposisi donor metil yang tinggi dapat menyebabkan hiper-aktivasi metilasi DNA sementara pola makan yang berkepanjangan yang mengandung konsentrasi donor metil yang sangat rendah dapat menyebabkan demetilasi DNA.
Apa itu Asetilasi Histon?
Modifikasi histon adalah jenis lain dari modifikasi epigenetik yang menyebabkan regulasi gen. Ada banyak modifikasi kimia berbeda yang terjadi pada protein histon berbeda yang terkait dengan pembentukan nukleosom selama organisasi kromosom eukariota. Modifikasi ini meliputi fosforilasi, asetilasi, metilasi, glikosilasi, dan ubiquitinasi.
Gambar 02: Asetilasi Histon
Asetilasi histon dimediasi oleh enzim asetil transferase yang mengasetilasi residu asam amino dari subunit histon yang berbeda. Residu asam amino lisin dari protein histon mudah diasetilasi. Setelah asetilasi, dekondensasi terjadi, menghasilkan struktur yang lebih terbuka. Ini akan memungkinkan DNA untuk diekspos lebih banyak untuk aktivasi transkripsi. Perubahan orientasi yang disebabkan oleh dekondensasi struktur nukleosom akan memungkinkan RNA polimerase dan faktor transkripsi direkrut dengan mudah untuk memulai transkripsi. Sebaliknya, ketika deasetilasi histon terjadi, struktur nukleosom mengalami kondensasi, yang akan mencegah aktivasi transkripsi.
Apa Persamaan Antara Metilasi DNA dan Asetilasi Histon?
- Keduanya adalah modifikasi epigenetik yang terjadi untuk mengatur ekspresi gen.
- Keduanya hanya terjadi pada eukariota.
- Selain itu, modifikasi kimia sebagai akibat dari aktivitas enzimatik terjadi di kedua skenario.
- Faktor eksogen seperti lingkungan, stres, diet dan alkohol mengatur kedua proses tersebut.
- Kedua proses tidak akan menghasilkan perubahan urutan DNA.
- Proses ini berlangsung di dalam nukleus.
Apa Perbedaan Antara Metilasi DNA dan Asetilasi Histon?
Metilasi DNA dan asetilasi histon keduanya merupakan modifikasi epigenetik. Namun, sementara metilasi DNA terjadi pada tingkat DNA, asetilasi histon adalah modifikasi kovalen kimia yang terjadi pada protein sebagai modifikasi pasca-translasi protein histon. Jadi, inilah perbedaan utama antara metilasi DNA dan asetilasi histon. Metilasi DNA menonaktifkan transkripsi sambil menghambat inisiasi transkripsi dan mengurangi stabilitas RNA. Sebaliknya, asetilasi histon akan menyebabkan dekondensasi nukleosom yang mengarah pada aktivasi transkripsi.
Infografik di bawah ini menyajikan perbedaan antara metilasi DNA dan asetilasi histon dalam bentuk tabel untuk perbandingan berdampingan.
Ringkasan – Metilasi DNA vs Asetilasi Histon
Modifikasi epigenetik sangat penting dalam membawa banyak keragaman ke jalur ekspresi gen dengan memfasilitasi regulasi dalam menanggapi fluktuasi lingkungan. Metilasi DNA dan asetilasi histon adalah dua jenis utama mekanisme epigenetik yang menonaktifkan dan mengaktifkan ekspresi gen, masing-masing. Sementara kedua mekanisme tidak mengubah urutan DNA, ia berpartisipasi dalam menciptakan perubahan orientasi DNA yang mempromosikan atau menghambat ekspresi gen. Hasil metilasi DNA dalam memodifikasi basa DNA dengan metilasi mereka. Sebaliknya, asetilasi histon adalah asetilasi residu asam amino yang dipilih, yang mengarah ke kromatin terdekondensasi. Mekanisme ini diaktifkan sebagai respons terhadap rangsangan dan memainkan peran penting dalam mengatur ekspresi gen tertentu. Jadi, ini merangkum perbedaan antara metilasi DNA dan asetilasi histon.
