डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलेशन के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि डीएनए मिथाइलेशन के परिणामस्वरूप मिथाइलेटेड डीएनए बेस होते हैं जो जीन निष्क्रियता की ओर ले जाते हैं, जबकि हिस्टोन एसिटिलेशन न्यूक्लियोसोम संरचना से जुड़े हिस्टोन प्रोटीन का एक संशोधन है।
एपिजेनेटिक संशोधन ऐसे संशोधन हैं जिनके परिणामस्वरूप डीएनए के मूल अनुक्रम में कोई बदलाव किए बिना जीन अभिव्यक्ति नियमन होता है। इस संबंध में, दो मुख्य रासायनिक संशोधन, डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन संशोधन, डीएनए में ओरिएंटल परिवर्तन का कारण बनते हैं, जिससे जीन अभिव्यक्ति की सक्रियता या निष्क्रियता होती है।
डीएनए मिथाइलेशन क्या है?
डीएनए मिथाइलेशन एक मुख्य एपिजेनेटिक संशोधन है जो कोशिकाओं में होता है। यह जीन अभिव्यक्ति को बदलता या नियंत्रित करता है। इस घटना में, मिथाइल ट्रांसफरेस की मदद से डीएनए बेस को मिथाइलेट किया जाता है। मिथाइल समूहों को एस-एडेनोसिल मेथियोनीन से स्थानांतरित किया जाता है। डीएनए बेस के यादृच्छिक मिथाइलेशन से जीन अभिव्यक्ति की निष्क्रियता होती है। जब डीएनए के नियामक क्षेत्रों जैसे प्रमोटर अनुक्रम, सीपीजी द्वीप, समीपस्थ और दूरस्थ नियामक तत्वों में डीएनए का मिथाइलेशन होता है, तो इन अनुक्रमों को संशोधित किया जाता है, जिससे उन नियामक क्षेत्रों के कार्य का नुकसान होता है। नतीजतन, ट्रांसक्रिप्शन कारक अपेक्षित रूप से बाध्य नहीं होंगे, और ट्रांसक्रिप्शनल स्तर पर जीन अभिव्यक्ति की निष्क्रियता या डाउनरेगुलेशन होता है। इसके अलावा, ये डीएनए संशोधन भी प्रतिलेखन की प्रक्रिया के दौरान आरएनए पोलीमरेज़ के स्थिर रहने की आत्मीयता को कम कर देंगे।
चित्र 01: डीएनए मिथाइलेशन
डीएनए क्षेत्रों के डीएनए मिथाइलेशन या हाइपर-मिथाइलेशन से जीनोमिक इम्प्रिंटिंग भी होती है, जो जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करने की एक विधि के रूप में चयनित जीन को चुप कराने की एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। उत्परिवर्तन जीन में डीएनए मेथिलिकरण को सक्रिय करते हैं। पर्यावरणीय कारक, तनाव, आहार, शराब और अन्य बहिर्जात कारक भी डीएनए मिथाइलेशन को सक्रिय करते हैं। उदाहरण के लिए, मिथाइल डोनर की उच्च संरचना वाले लंबे समय तक आहार पैटर्न से डीएनए मिथाइलेशन का अति-सक्रियण हो सकता है, जबकि लंबे समय तक आहार पैटर्न में मिथाइल दाताओं की बहुत कम सांद्रता होती है, जिससे डीएनए का डीमेथिलेशन हो सकता है।
हिस्टोन एसिटिलेशन क्या है?
हिस्टोन संशोधन एक अन्य प्रकार का एपिजेनेटिक संशोधन है जो जीन विनियमन का कारण बनता है।यूकेरियोट्स के गुणसूत्र संगठन के दौरान न्यूक्लियोसोम गठन से जुड़े विभिन्न हिस्टोन प्रोटीन पर कई अलग-अलग रासायनिक संशोधन हो रहे हैं। इन संशोधनों में फास्फोरिलीकरण, एसिटिलीकरण, मिथाइलेशन, ग्लाइकोसिलेशन और सर्वव्यापकता शामिल हैं।
चित्र 02: हिस्टोन एसिटिलेशन
हिस्टोन एसिटिलिकेशन की मध्यस्थता एसिटाइल ट्रांसफ़ेज़ एंजाइमों द्वारा की जाती है जो विभिन्न हिस्टोन सबयूनिट्स के अमीनो एसिड अवशेषों को एसिटाइल करते हैं। हिस्टोन प्रोटीन के लाइसिन अमीनो एसिड अवशेष आसानी से एसिटिलेटेड हो जाते हैं। एसिटिलीकरण के बाद, डीकंडेंसेशन होता है, जिससे एक अधिक खुली संरचना का निर्माण होता है। यह ट्रांसक्रिप्शनल सक्रियण के लिए डीएनए को और अधिक उजागर करने की अनुमति देगा। न्यूक्लियोसोम संरचना के डीकंडेंसेशन के कारण होने वाला यह ओरिएंटेशनल परिवर्तन आरएनए पोलीमरेज़ और ट्रांसक्रिप्शन कारकों को ट्रांसक्रिप्शन शुरू करने के लिए आसानी से भर्ती करने की अनुमति देगा।इसके विपरीत, जब हिस्टोन डीसेटाइलेशन होता है, तो न्यूक्लियोसोम संरचना संक्षेपण से गुजरती है, जो प्रतिलेखन की सक्रियता को रोक देगी।
डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलेशन के बीच समानताएं क्या हैं?
- दोनों एपिजेनेटिक संशोधन हैं जो जीन अभिव्यक्ति को विनियमित करने के लिए होते हैं।
- दोनों केवल यूकेरियोट्स में होते हैं।
- इसके अलावा, एक एंजाइमी गतिविधि के परिणामस्वरूप रासायनिक संशोधन दोनों परिदृश्यों में होते हैं।
- बाह्य कारक जैसे पर्यावरण, तनाव, आहार और शराब दोनों प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।
- दोनों प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप डीएनए अनुक्रम में कोई परिवर्तन नहीं होगा।
- ये प्रक्रियाएं केंद्रक में होती हैं।
डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलेशन में क्या अंतर है?
डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलिकेशन दोनों एपिजेनेटिक संशोधन हैं।हालाँकि, जबकि डीएनए मेथिलिकरण डीएनए स्तर पर होता है, हिस्टोन एसिटिलीकरण एक रासायनिक सहसंयोजक संशोधन है जो प्रोटीन में हिस्टोन प्रोटीन के पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन के रूप में होता है। तो, यह डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलिकेशन के बीच महत्वपूर्ण अंतर है। डीएनए मिथाइलेशन प्रतिलेखन दीक्षा को बाधित करते हुए और आरएनए स्थिरता को कम करते हुए प्रतिलेखन को निष्क्रिय कर देता है। इसके विपरीत, हिस्टोन एसिटिलिकेशन से न्यूक्लियोसोम का डीकंडेंसेशन हो जाएगा जिससे ट्रांसक्रिप्शन की सक्रियता हो जाएगी।
नीचे दिए गए इन्फोग्राफिक में डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलेशन के बीच अंतर को सारणीबद्ध रूप में तुलना के लिए प्रस्तुत किया गया है।
सारांश - डीएनए मिथाइलेशन बनाम हिस्टोन एसिटिलेशन
पर्यावरणीय उतार-चढ़ाव के जवाब में विनियमन को सुविधाजनक बनाकर जीन अभिव्यक्ति मार्ग में अधिक विविधता लाने के लिए एपिजेनेटिक संशोधन आवश्यक हैं। डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलिकेशन दो मुख्य प्रकार के एपिजेनेटिक तंत्र हैं जो क्रमशः जीन अभिव्यक्ति को निष्क्रिय और सक्रिय करते हैं।जबकि दोनों तंत्र डीएनए के अनुक्रम को नहीं बदलते हैं, यह डीएनए के ओरिएंटल परिवर्तन बनाने में भाग लेता है जो या तो जीन अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है या बाधित करता है। डीएनए मिथाइलेशन के परिणामस्वरूप डीएनए बेस को मिथाइलेट करके संशोधित किया जाता है। इसके विपरीत, हिस्टोन एसिटिलीकरण चयनित अमीनो एसिड अवशेषों का एसिटिलीकरण है, जिससे डीकॉन्डेंस क्रोमेटिन होता है। ये तंत्र उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया में सक्रिय होते हैं और एक विशेष जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार, यह डीएनए मिथाइलेशन और हिस्टोन एसिटिलेशन के बीच अंतर को सारांशित करता है।
