Метилација ДНК

Метилација је хемијски процес у којем се метил група преноси из једне молекуле у другу молекулу. У Метилација ДНК Метил група повезује се са одређеним делом ДНК и на тај начин мења градивни део генетског материјала.

Шта је метилација ДНК?

Код метилације ДНК, метил група се везује за одређене нуклеотиде у ДНК. ДНК, такође познат као ДНК или деоксирибонуклеинска киселина, носилац је генетске информације. Уз помоћ података сачуваних у ДНК, могу се произвести протеини.

Структура ДНК одговара оној у мердевинама конопа, при чему се слојеви мердевина конопа увијају спирално, стварајући такозвану двоструку структуру спирале. Бочни делови ужади су направљени од остатака шећера и фосфата. Стубови мердевина конопа представљају органске базе.Основе ДНК су аденин, цитозин, гванин и тимин.

Две базе се повезују у облику пара у облику клизача. Базни парови формирани су од две комплементарне базе: аденина и тимина као и цитозина и гванина. Нуклеотид је молекул који се формира из фосфата, шећера и базне компоненте. Код метилације ДНК, посебни ензими, метилтрансферазе, везују метилну групу са основним цитозином. Тако се ствара метилцитозин.

Функција и задатак

Метилације ДНК сматрају се маркерима који омогућавају ћелији да користи одређене делове ДНК или да их не употребљава. Они представљају механизам за регулацију гена, па би их због тога могли назвати и прекидачем за укључивање / искључивање, јер у већини случајева метилација базе спречава копирање погођеног гена током транскрипције ДНК.

Метилација ДНК осигурава да се ДНК може користити на различите начине, а да се сама ДНК секција не мења. Метилација ствара нове информације о геному, тј. Генетском саставу. Један говори о аутохтоном и процесу епигенетике. Епигеном објашњава зашто различите ћелије могу створити идентичне генетске информације. На пример, из матичних ћелија човека може да настане широки спектар ткива. Из појединачне јајне ћелије може изаћи цело човек. Епигеном ћелије одређује који облик и функцију добија. Означени гени показују ћелији шта треба да чини за њу. Мишићна ћелија користи само обележене делове ДНК који су јој битни за свој рад. Нервне ћелије, ћелије срца или ћелије у плућима раде исто.

Ознаке метилних група су флексибилне. Могу се уклонити или преместити. Ово би поново активирало претходно деактивирани сегмент ДНК. Ова флексибилност је неопходна јер постоји стална интеракција између генома и околине. Метилација ДНК преузима ове утицаје околине.

Метилације ДНК такође могу бити стабилне и преносе се са једне генерације на другу ћелију. У здравом телу само се ћелије слезине могу развити у слезини. Ово осигурава да надлежно тело може да испуни своје задатке.

Епигенетске промене не могу се пренети само са једне ћелије на другу, већ и са једне генерације на другу. На пример, црви наслеђују имунитет на одређене вирусе путем метилације ДНК.

Болести и тегобе

Патолошке промене у епигеному до сада су доказане у многим болестима и идентификоване као узрочници болести у областима имунологије, неурологије и, посебно, онкологије.

У ткивима која су захваћена раком, поред оштећења у ДНК секвенци, готово увек постоје грешке у епигеному. Ненормалан образац метилације ДНК често се види код тумора. Метилација се може повећати или смањити. Обоје имају далекосежне последице по ћелију. Са повећаном метилацијом, тј. Хиперметилацијом, такозвани гени за супресију тумора могу се инактивирати. Туморски супресорски гени контролишу ћелијски циклус и могу потакнути програмирану ћелијску смрт оштећене ћелије ако постоји претња дегенерације ћелије. Ако су гени за супресор тумора неактивни, ћелије тумора могу се несметано множити.

Уз смањену локалну метилацију (хипометилацију), штетни ДНК елементи могу се нехотице активирати. У случају погрешног означавања од стране метилних група, такође се говори о епимутацији. То доводи до нестабилности генома.Показано је да неке канцерогене супстанце утичу на процес метилације у ћелијама.

Промјене у метилацијским обрасцима се разликују од пацијента до рака. На пример, пацијент са карциномом јетре има различите метилације него пацијент који болује од рака простате. На овај начин, истраживачи све више могу класификовати туморе на основу њиховог обрасца метилације. Истраживачи такође могу видети колико је тумор напредовао и како га је најбоље лечити. Међутим, анализа метилације ДНК као дијагностичке и терапијске методе још увек није у потпуности развијена, тако да ће проћи неколико година пре него што се методе заиста употребе изван подручја истраживања.

Посебна болест која потиче од метилације је ИЦФ синдром. Постоји мутација у ДНК метилтрансферази, тј. Ензиму који метилне групе спаја са нуклеотидима. Као резултат, долази до подметилације ДНК код оболелих. Последице су понављајуће инфекције услед имуног дефицита. Поред тога, може доћи до кратког раста и неуспеха.