![cover image](https://wikiwandv2-19431.kxcdn.com/_next/image?url=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/90/DNA_methylation.svg/langbs-640px-DNA_methylation.svg.png&w=640&q=50)
Metilacija DNK
From Wikipedia, the free encyclopedia
Metilacija DNK je biološki proces kojim se metilna grupa dodaje molekuli DNK. Metilacija može promijeniti aktivnost segmenta DNK bez promjene sekvence. Kada se nalazi u genu promotoru, DNK metilacija tipski djeluje na potiskivanje transkripcije gena. Kod sisara, DNK metilacija je neophodna za normalan razvoj i povezana je sa brojnim ključnim procesima uključujući genomsko utiskivanje, inaktivaciju X-hromosoma, potiskivanje transpozibilnih elementa, starenje i kancerogenezu.
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/90/DNA_methylation.svg/320px-DNA_methylation.svg.png)
![Thumb image](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/80/DNA_methylation.jpg/640px-DNA_methylation.jpg)
Od 2016. godine pronađene su dvije nukleobaze na kojima se odvija prirodna, enzimska metilacija DNK: adenin i citozin. Modifikovane baze su N6-metiladenin[1], 5-methylcytosine[2] i N4-metilcitozin.[3]
Nemodificirana baza | ![]() |
![]() |
||||||
Adenin, A | Citozin, C | |||||||
Modificirani oblici | ![]() |
![]() |
![]() |
|||||
N6-Metiladenin, 6mA | 5-Metilcitozin, 5mC | N4-Metilcitozin, 4mC | ||||||
Dvije od četiri baze DNK, citozin i adenin, mogu biti metilirane. Metilacija citozina je široko rasprostranjena i kod eukariota i kod prokariota, iako se stopa metilacije DNK citozina može uveliko razlikovati među vrstama: 14% citozina je metilirano u Arabidopsis thaliana, 4% do 8% u Physarum,[4] 7,6% u Mus musculus, 2,3% u Escherichia coli, 0.03% u Drosophila, 0.006% in Dictyostelium[5] i gotovo nijedan (0,0002 do 0,0003%) u Caenorhabditis[6] ili gljivama kao što su Saccharomyces cerevisiae i S. pombe (ali ne i Neurospora crassa).[7][8]:3699 Metilacija adenina uočena je u bakterijskoj, biljnoj i nedavno u sisarskoj DNK,[9][10] ali je dobila znatno manje pažnje.
Metilacija citozina da bi se formirao 5-metilcitozin dešava se na istoj poziciji 5 na pirimidinskom prstenu, gdje se nalazi metil grupa DNK baze timin; isti položaj razlikuje timin od analogne RNK baze uracil, koja nema metilnu grupu. Spontana deaminacija 5-metilcitozina pretvara ga u timin. Ovo rezultira neusklađenošću odnosa T:G. Mehanizmi za popravku zatim ga ispravljaju nazad na originalni par C:G ; alternativno, oni mogu zamijeniti A za G, pretvarajući originalni C:G par u T:A par, efektivno mijenjajući bazu i uvodeći mutaciju. Ova pogrešno inkorporirana baza neće biti ispravljena tokom DNK replikacije jer je timin DNK baza. Ako se neusklađenost ne popravi i ćelija uđe u ćelijski ciklus, lanac koji nosi T će biti dopunjen sa A u jednoj od ćelija kćeri, tako da mutacija postaje trajna. Gotovo univerzalna upotreba timina isključivo u DNK i uracila isključivo u RNK možda je evoluirala kao mehanizam kontrole grešaka, kako bi se olakšalo uklanjanje uracila nastalih spontanom deaminacijom citozina.[11] Smatra se da su metilacija DNK, kao i mnoge od njenih savremenih DNK metiltransferaza, evoluirale iz rane primitivne metilacijske aktivnosti RNK i podržana je s nekoliko linija dokaza.[12]
U biljkama i drugim organizmima, metilacija DNK nalazi se u tri različita konteksta sekvence: CG (ili CpG), CHG ili CHH (gdje H odgovara A, T ili C). Međutim, kod sisara, metilacija DNK se gotovo isključivo nalazi u CpG dinukleotidima, pri čemu su citozini na oba lanca obično metilirani. Međutim, ne-CpG metilacija se može primijetiti u embrionskim matičnim ćelijama,[13][14][15] a također je indicirano u nervnom razvoju.[16] Nadalje, ne-CpG metilacija primijećena je također u hematopoetskim progenitorskim ćelijama, a dešavala se uglavnom u kontekstu CpApC sekvence.[17]