![cover image](https://wikiwandv2-19431.kxcdn.com/_next/image?url=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/80/DNA_methylation.jpg/640px-DNA_methylation.jpg&w=640&q=50)
Metilarea ADN-ului
From Wikipedia, the free encyclopedia
Metilarea ADN-ului este un proces biologic prin care grupele metil sunt adiționate la molecula de ADN. Metilarea poate modifica activitatea unui segment de ADN fără a-i modifica secvența. Când este localizată într-un promotor al genei, metilarea ADN-ului acționează, de obicei, pentru a reprima transcripția genei respective. La mamifere, metilarea ADN-ului este esențială pentru dezvoltarea normală și este asociată cu o serie de procese cheie, precum: amprenta genomică, inactivarea cromozomului X, reprimarea elementelor transpozabile, îmbătrânirea și carcinogeneza.
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/80/DNA_methylation.jpg/640px-DNA_methylation.jpg)
Până în prezent, se cunosc două nucleobaze pe care are loc metilarea naturală, enzimatică, a ADN-ului: adenina și citozina. Bazele modificate sunt N6-metiladenina,[1] 5-metilcitozina și N4-metilcitozina.[2]
Baza nemodificata | ![]() |
![]() |
||||||
Adenina, A | Citozina, C | |||||||
Formele metilate | ![]() |
![]() |
![]() |
|||||
N6-metiladenină, 6mA | 5-metilcitozină, 5mC | N4-metilcitozină, 4mC | ||||||
N.B. În cazul citozinei, numerotarea se realizează în sensul contrar acelor de ceasornic, începând de la atomul de azot poziționat la ora 6. În cazul adeninei, numerotarea se în același mod, însă începând de la atomul de azot poziționat la ora 2. Pentru conveniență, în locul denumirilor complete, se pot folosi prescurtările: 6mA, 5mC și 4mC. |
Metilarea citozinei este larg răspândită atât la eucariote, cât și la procariote, chiar dacă rata de metilare variază semnificativ între specii: 14% din citozine sunt metilate la Arabidopsis thaliana, între 4% și 8% la Physarum,[3] 7,6% la șoarecele de casă, 2,3% la Escherichia coli, 0,03% la Drosophila; metilarea este nedetectabilă în Dictyostelium;[4][5] și practic absentă (metilare între 0,0002% și 0,0003%) la genul Caenorhabditis[6] sau la ciuperci precum Saccharomyces cerevisiae și S. pombe (dar nu și la N. crassa).[7][8] :3699 Metilarea adeninei a fost observată în bacterii, plante și, recent, în mamifere,[9][10] dar a fost mai puțin cercetată.
Metilarea citozinei pentru a forma 5-metilcitozină are loc în aceeași poziție (5) pe inelul pirimidinic unde este localizată gruparea metil a timinei; aceeași poziție distinge timina de baza analogă a ARN-ului uracilul, care nu are gruparea metil. Dezaminarea spontană a 5-metilcitozinei duce la formarea de timină. Aceasta are ca rezultat o nepotrivire de baze azotate T:G (timina mereu se împerechează cu adenina, și guanina mereu se împerechează cu citozina). Mecanismele de reparare ale ADN-ului corectează nepotrivirea înapoi la perechea originală C:G; alternativ, ele pot înlocui G cu A, transformând perechea T:G într-o pereche T:A, schimbând efectiv o bază și introducând o mutație. Această bază greșită încorporată nu va fi corectată în timpul replicării ADN-ului. Dacă celula intră în ciclul celular, mutația devine permanentă. Utilizarea aproape universală a timinei exclusiv în ADN, și a uracilului exclusiv în ARN, poate să fi evoluat ca un mecanism de control al erorilor, pentru a facilita îndepărtarea bazelor azotate de uracil generate de dezaminarea spontană a citozinelor.[11] S-a considerat că metilarea ADN-ului, precum și multe dintre metiltransferazele contemporane, au evoluat din activitatea primitivă de metilare a ARN-ului, ipoteza fiind susținută de o serie de dovezi.[12]
La plante și alte organisme, metilarea ADN-ului se găsește în trei contexte de secvențe: CG (sau CpG, unde p semnifică legătura fosfodiesterică între C și G), CHG sau CHH (unde H poate fi: A, T sau C). La mamifere însă, metilarea ADN-ului se găsește aproape exclusiv în dinucleotidele CpG, citozinele de pe ambele catene fiind de obicei metilate. Metilarea non-CpG poate fi totuși observată în celulele stem embrionare,[13][14][15] având rol în dezvoltarea neuronală.[16] În plus, metilarea non-CpG a fost observată și în celulele progenitoare hematopoietice, în special în secvența CpApC.[17]