A metilezés olyan kémiai folyamat, amelyben a metilcsoport egyik molekuláról a másikra kerül. A DNS-metilálás során egy metilcsoport párosul a DNS egy meghatározott részéhez, megváltoztatva ezzel a genetikai anyag építőelemét.
Mi a DNS-metiláció?
A DNS-metilálás során a metilcsoport a DNS egy meghatározott részéhez kapcsolódik, megváltoztatva ezzel a genetikai anyag építőköveit. A DNS-metilálás során egy metilcsoport kapcsolódik a DNS specifikus nukleotidjaihoz. DNS, más néven dezoxiribonukleinsav, a genetikai információk hordozója. A DNS-ben tárolt információk segítségével fehérjék előállítható. A DNS felépítése megegyezik a kötéllétráéval, ahol a kötéllétra szálai spirális mintázatban megcsavarodva úgynevezett kettős spirálszerkezetet alkotnak. A kötéllétra oldalsó részei abból vannak kialakítva cukor és a foszfát maradványok. A kötéllépcső fokozatai szerves formát képviselnek bázisok Az bázisok DNS-t adeninnek, citozinnak, guaninnak és timinnek nevezzük. Kettő bázisok mindegyik párban csatlakozik, és kötéllétrát alkot. A bázispárokat két egymást kiegészítő bázis alkotja: adenin és timin, valamint citozin és guanin. A nukleotid az a foszfátEgy cukorés egy alapkomponens. A DNS-metiláció során speciális enzimekA metil-transzferázok metilcsoportot kötnek a bázis citozinhoz. Így keletkezik a metil-citozin.
Funkció és feladat
A DNS-metilációk olyan markereknek számítanak, amelyek lehetővé teszik a sejt számára, hogy a DNS bizonyos területeit használja vagy ne. Ezek egy mechanizmust képviselnek gén szabályozás. Ezért hívhatók be- / kikapcsolóknak is, mivel a bázis metilezése a legtöbb esetben megakadályozza az érintettek másolatát gén a DNS átírásától. A DNS-metilezés biztosítja, hogy a DNS-t különböző módon lehet felhasználni anélkül, hogy megváltoztatnák a DNS-szekvenciát. A metilezés új információkat hoz létre a genomról, azaz a genetikai anyagról. Ezt epigénnek és folyamatának nevezik epigenetika. Az epigenom magyarázata annak, hogy az azonos genetikai információ különböző sejteket generálhat. Például az emberi őssejtek sokféle szövetet eredményezhetnek. Egyetlen petesejt akár egész embert is előidézhet. A sejt epigenomja eldönti, hogy melyik formát és funkciót veszi fel. A megjelölt gének így megmutatják a sejtnek, mit kell tennie érte. Egy izomsejt csak a DNS-nek azokat a jelzett szakaszait használja, amelyek relevánsak a munkája szempontjából. Tehát idegsejtek, szív sejtjei vagy sejtjei tüdő. A metilcsoportok jelölései rugalmasak. El lehet távolítani vagy mozgatni. Ez ismét aktívvá tenné a korábban deaktivált DNS-szakaszt. Erre a rugalmasságra azért van szükség, mert a genom és a környezet állandó kölcsönhatásban van. A DNS-metiláció felveszi ezeket a környezeti hatásokat. A DNS-metilációk szintén stabilak lehetnek, és egyik sejtgenerációból öröklődnek a másikba. Így az egészséges testben csak lép sejtek bármikor előállíthatók a lépben. Ez biztosítja, hogy az adott szerv el tudja látni feladatait. Az epigenetikai változások azonban nemcsak az egyik sejtről a másikra, hanem az egyik generációról a másikra továbbadhatók. A férgek például öröklik a bizonyos immunitást vírusok DNS-metilezés útján.
Betegségek és betegségek
Az epigenómában eddig számos betegségben észleltek kóros elváltozásokat, és a betegség okaként azonosították őket az immunológia, a neurológia és különösen az onkológia területén. Az érintett szövetekben rák, az epigenóm hibái szinte mindig nyilvánvalóak önmagukban a DNS-szekvencia hibái mellett. Daganatokban gyakran kóros DNS-metilációs mintázat figyelhető meg. A metilezés fokozható vagy csökkenthető. Mindkettőnek messzemenő következményei vannak a sejtre nézve. Fokozott metiláció, azaz hipermetiláció esetén az úgynevezett tumorszuppresszor gének inaktiválhatók. A tumor szupresszor gének szabályozzák a sejtciklust, és a sérült sejt programozott sejthalálát indukálhatják, ha a sejt degenerációja közeleg. Ha a tumorelnyomó gének inaktívak, a tumorsejtek akadálytalanul szaporodhatnak. Csökkent helyi metiláció (hipometilezés) esetén a káros DNS-elemek akaratlanul aktiválódhatnak. A metilcsoportok helytelen jelölése esetén ezt epimutációnak is nevezik. Ez a genom instabilitásához vezet. Néhány rákkeltő anyagról kimutatták, hogy zavarják a sejtek metilációs folyamatát. A metilációs minták változásai eltérnek a rák rákos beteg. Például egy beteg máj rák más metilációs mintázattal rendelkezik, mint egy prosztata rák. A kutatók egyre inkább képesek osztályozni a daganatokat a metilációs minták alapján. A kutatók elmondhatják azt is, hogy a daganat milyen mértékben fejlődött, és legjobb esetben hogyan kezelhető. A DNS-metiláció mint diagnosztikai és terápiás módszer elemzése azonban még nincs teljesen kidolgozva, így több évbe telik, mire a módszereket a kutatási területen kívül ténylegesen alkalmazzák. A metilációból eredő nagyon specifikus betegség az ICF szindróma. A DNS-metiltranszferáz mutációja okozza, amely enzim összekapcsolja a metilcsoportokat a nukleotidokkal. Ez a DNS alimetilezéséhez vezet az érintett egyéneknél. Ennek eredményeként visszatérő fertőzések következnek be immunhiány. Továbbá, alacsony termetű és a boldogulás sikertelensége fordulhat elő.
