La principale différence 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 conduisent à l'inactivation des gènes, tandis que l'acétylation des histones est une modification des protéines histones associées à la structure du nucléosome.
Les modifications épigénétiques sont des modifications qui entraînent la régulation de l'expression génique sans entraîner de modification de la séquence native de l'ADN. À cet égard, deux modifications chimiques principales, la méthylation de l'ADN et la modification des histones, ont lieu pour provoquer des changements d'orientation de l'ADN, conduisant à l'activation ou à l'inactivation de l'expression des gènes.
Qu'est-ce que la méthylation de l'ADN ?
La méthylation de l'ADN est la principale modification épigénétique qui se produit dans les cellules. Il modifie ou régule l'expression des gènes. Dans ce phénomène, les bases de l'ADN sont méthylées à l'aide de méthyl transférases. Les groupes méthyle sont transférés de la S-adénosyl méthionine. La méthylation aléatoire des bases de l'ADN conduit à l'inactivation de l'expression des gènes. Lorsque la méthylation de l'ADN a lieu dans des régions régulatrices de l'ADN telles que les séquences promotrices, les îlots CpG, les éléments régulateurs proximaux et distaux, ces séquences sont modifiées, entraînant la perte de fonction de ces régions régulatrices. En conséquence, les facteurs de transcription ne se lieront pas comme prévu et l'inactivation ou la régulation négative de l'expression génique au niveau de la transcription a lieu. De plus, ces modifications de l'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 de l'ADN conduisent également à l'empreinte génomique, qui est un processus important pour faire taire des 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 régime alimentaire prolongé contenant une composition élevée de donneurs de méthyle peut entraîner une hyperactivation de la méthylation de l'ADN, tandis qu'un régime alimentaire prolongé contenant de très faibles concentrations de donneurs de méthyle peut entraîner une déméthylation de l'ADN.
Qu'est-ce que l'acétylation des histones ?
La modification des histones est un autre type de modification épigénétique qui provoque la régulation des gènes. Il existe de nombreuses modifications chimiques différentes sur les différentes protéines histones associées à la formation de nucléosomes au cours de l'organisation chromosomique des eucaryotes. Ces modifications comprennent la phosphorylation, l'acétylation, la méthylation, la glycosylation et l'ubiquitination.
Figure 02: Acétylation des histones
L'acétylation des histones est médiée par les enzymes acétyl transférases qui acétylent les résidus d'acides aminés de différentes sous-unités d'histones. Les résidus d'acides aminés lysine des protéines histones sont facilement acétylés. Après l'acétylation, une décondensation a lieu, produisant une structure plus ouverte. Cela permettra à l'ADN d'être davantage exposé pour l'activation de la transcription. Ce changement d'orientation provoqué par la décondensation de la structure du nucléosome va permettre de recruter facilement l'ARN polymérase et les facteurs de transcription pour initier la transcription. En revanche, lors de la désacétylation des histones, la structure du nucléosome 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 chez les eucaryotes.
- De plus, des modifications chimiques résultant 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 a lieu au niveau de l'ADN, l'acétylation des histones est une modification covalente chimique se produisant 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 des histones 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 de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Méthylation de l'ADN vs acétylation des histones
Les modifications épigénétiques sont essentielles pour apporter une grande diversité à la voie d'expression des gènes 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 inactivent et activent l'expression des gènes, respectivement. Bien que les deux mécanismes ne modifient 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 la modification des bases de l'ADN en les méthylant. En revanche, l'acétylation des histones est l'acétylation de résidus d'acides aminés sélectionnés, conduisant à la chromatine décondensée. Ces mécanismes sont activés en réponse à des 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.
