Intellektualisering - del IV

DNA-metylering

DNA-metylering er binding av en metylgruppe (CH₃- der C = karbon og H = hydrogen) til en av nukleotidbasene som DNA er bygget opp av (DNA er bygget opp av fire nukleotidbaser kalt Cytosin (C), Guanin (G), Tymin (T) og Adenin (A)).

Det er bare adenin og cytosin som man vet at metyleres. I flercellede eukaryoter (i denne gruppen finner vi blant annet fisker, mus og mennesker :-)) er DNA-metylering forbundet med ikke-aktivt kromatin (dvs. DNA som ikke aktivt produserer protein) og hemming av genuttrykk. Hemmingen forårsakes enten av at transkripsjonsfaktorer ikke er i stand til å binde til sine gjenkjennelsessekvenser når DNAet er metylert eller fordi det metylerte DNAet gjenkjennes av proteiner som rekrutterer co-repressorer som deaktiverer transkripsjon og modifiserer det omkringliggende kromatinet (dvs. pakker DNAet så tett at genene ikke kan transkriberes – som igjen fører til at det ikke produseres protein).

Man vet ikke så mye om de eksakte mekanismene som fører til at DNA metyleres i pattedyr, men det finnes flere teorier. En teori, som har oppstått fordi DNA-metylering er så utbredt, er at metylering er ”normaltilstanden” slik at bare DNA-sekvenser som er beskyttet mot metylering forblir umetylert.

Det finnes to hovedtyper metylering; vedlikeholdsmetylering og de novo-metylering. Vedlikeholdsmetylering er kopiering av eksisterende metyleringsmønstre fra ”mor”-tråden (den opprinnelige DNA-tråden) til ”datter”-tråden (den nye kopien)ved DNA-replikasjon. Denne formen for DNA-metylering finner sted ved replikasjonssentrene til DNAet i cellekjernen.

De novo-metylering er metylering av tidligere umetylerte CpG-seter (områder av DNA med CCGG-repetisjoner). Denne formen for DNA-metylering kan målrettes ved hjelp av flere mekanismer. Spesifikke domener på metyltransferasene (proteiner som utfører metyleringen) kan gjenkjenne mål-DNA, metyltransferasene kan rekrutteres av proteiner som fungerer som transkripsjonshemmere, eller metyltransferasene kan rekrutteres av RNA-interferens (RNAi) til spesifikke DNA-sekvenser.

Man tror også at DNA-metylering er viktig for å beskytte DNAet mot transposoninfeksjon. Transposoner er DNA-sekvenser som kan bevege seg rundt i genomet til cellene (de kan bare bevege sg rundt i DNAet til cellen de ”bor” i). Ved å bevege seg rundt kan transposonene forårsake mutasjoner i DNAet, aktivering av RNAi-signalveier, dannelse av kombinasjonstranskripter (en kombinasjon av f. eks to gener) og dysregulering av genuttrykk (dvs. at et gen kan uttrykkes på feil tidspunkt, i feilmengde eller ikke i det hele tatt).