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甲基化怎么发生的?发生在哪里?

2023-03-30 13:49:02来源:敬善生物

DNA甲基化(英文名:DNA methylation)为DNA化学修饰的一种形式,能在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现,也是导致癌症发生的主要原因之一,影响着人类健康。那么甲基化纠结发生在哪里,怎么发生的,一起来看!

甲基化发生在哪里?

DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)和少量的N6-甲基腺嘌呤(N6-mA)及7-甲基鸟嘌呤(7-mG)。在真核生物中,5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。脊椎动物的DNA甲基化一般发生在CpG位点。经DNA甲基转移酶催化胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶。人类基因中约80%-90%的CpG位点已被甲基化,但是在某些特定区域,如富含胞嘧啶和鸟嘌呤的CpG岛则未被甲基化。这与包含所有广泛表达基因在内的56%的哺乳动物基因中的启动子有关。1%-2%的人类基因组是CpG群,并且CpG甲基化与转录活性成反比。

甲基化是怎么发生的?

基因组上DNA甲基化表观遗传标记的从头建立或发生、维持和去除涉及了不同的作用机制。在模式植物拟南芥中的研究表明,所有三种序列环境下(CG、CHG和CHH)胞嘧啶DNA甲基化的从头建立或发生均是通过结构域重排甲基转移酶2( DRM2)催化完成。之后,CG和CHG序列的甲基化主要通过DNA的半保留复制途径来维持,并需要相应的DNA甲基转移酶来催化。其中,甲基转移酶1(MET1)主要维持CG序列的甲基化,而染色质甲基化酶3(CMT3)主要参与维持CHG序列的甲基化。然而,CHH甲基化的建立和维持与CG和CHG甲基化的识别机制不同,它主要通过RNA介导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation, RdDM)途径来实现。

甲基化与疾病

甲基化状态的改变是引起肿瘤的一个重要因素,这种变化包括基因组整体甲基化水平降低和CpG岛局部甲基化水平的异常升高,从而导致基因组的不稳定(如染色体的不稳定、可移动遗传因子的激活、原癌基因的表达)和抑癌基因的不表达。如果抑癌基因中有活性的等位基因失活,则发生癌症的机率提高,例如:胰岛素样生长因子-2(IGF-2)基因印记丢失导致多种肿瘤

目前肿瘤甲基化的研究主要集中在抑癌基因。这是因为人们发现肿瘤的发生可能与抑癌基因启动子区的CpG岛甲基化造成抑癌基因关闭有关。由于CpG岛的局部高度甲基化早于细胞的恶性增生,因此甲基化的诊断可以用于肿瘤发生的早期预测,而且全基因组的低甲基化也随着肿瘤发生而出现,并且其随着肿瘤恶性度的增加而显著,因此甲基化的检测可用于肿瘤的分级。

甲基化的发生与癌症的发展有着相同的曲线,目前通过监测甲基化的发展来预测癌症的发生情况已是各界医学专家研究的主流,也符合精准医疗发展的大趋势。

 

来源:敬善生物