Methylace je chemický proces, při kterém se methylová skupina přenáší z jedné molekuly na druhou. Při methylaci DNA se methylová skupina spojuje se specifickou částí DNA, čímž se mění stavební kámen genetického materiálu.
Co je to methylace DNA?
Při methylaci DNA se methylová skupina spojuje se specifickou částí DNA, čímž se mění stavební kámen genetického materiálu. Při methylaci DNA se methylová skupina váže na specifické nukleotidy DNA. DNA, také známá jako deoxyribonukleová kyselina, je nositelem genetické informace. S pomocí informací uložených v DNA Proteinů lze vyrobit. Struktura DNA odpovídá struktuře provazového žebříku, přičemž prameny provazového žebříku jsou zkrouceny do spirálového vzoru, aby vytvořily takzvanou strukturu dvojité šroubovice. Boční části lanového žebříku jsou vytvořeny z cukr a fosfát zbytky. Příčky provazového žebříku představují organické základy, základy DNA se nazývají adenin, cytosin, guanin a thymin. Dva základy každý se spojí jako pár a vytvoří příčku žebříku. Každý pár bází je tvořen dvěma komplementárními bázemi: Adenin a Tymin a Cytosin a Guanin. Nukleotid je molekula vytvořená z a fosfát, je cukra základní komponenta. Během methylace DNA, speciální enzymy, methyltransferázy, připojí methylovou skupinu k základnímu cytosinu. Tak vzniká methylcytosin.
Funkce a úkol
Methylace DNA jsou považovány za markery, které umožňují buňce používat nebo nepoužívat určité oblasti DNA. Představují mechanismus pro gen nařízení. Mohli by proto být také nazýváni spínači zapnutí / vypnutí, protože methylace báze ve většině případů brání kopii postiženého gen z přepisu DNA. Methylace DNA zajišťuje, že DNA může být použita různými způsoby, aniž by došlo ke změně samotné sekvence DNA. Methylace vytváří nové informace o genomu, tj. Genetickém materiálu. Toto se označuje jako epigenom a proces Epigenetika. Epigenom je vysvětlením skutečnosti, že identická genetická informace může generovat různé buňky. Například lidské kmenové buňky mohou způsobit vznik široké škály tkání. Jedna vajíčková buňka může dokonce způsobit vznik celého člověka. Epigenom buňky rozhoduje, jakou formu a funkci přebírá. Označené geny tak ukazují buňce, co pro to udělat. Svalová buňka používá pouze označené úseky DNA, které jsou relevantní pro její práci. Stejně tak nervové buňky, srdce buňky nebo buňky plíce. Značení methylovými skupinami je flexibilní. Mohou být odstraněny nebo přesunuty. Tím by se dříve deaktivovaná část DNA znovu aktivovala. Tato flexibilita je nezbytná, protože mezi genomem a prostředím existuje neustálá souhra. Methylace DNA zachycuje tyto vlivy prostředí. Methylace DNA mohou být také stabilní a dědí se z jedné generace buněk na druhou. Tedy pouze ve zdravém těle slezina buňky mohou být někdy produkovány ve slezině. Tím je zajištěno, že příslušný orgán může plnit své úkoly. Epigenetické změny však mohou být přenášeny nejen z jedné buňky do další, ale také z jedné generace na druhou. Například červi dědí imunitu na určité viry pomocí methylace DNA.
Nemoci a nemoci
Patologické změny v epigenomu byly dosud zjištěny u mnoha onemocnění a byly identifikovány jako příčina onemocnění v oblasti imunologie, neurologie a zejména onkologie. V tkáních postižených rakovina, defekty v epigenomu jsou téměř vždy zjevné kromě defektů v sekvenci DNA jako takové. U nádorů je často pozorován abnormální vzor methylace DNA. Methylaci lze zvýšit nebo snížit. Oba mají pro buňku dalekosáhlé důsledky. V případě zvýšené methylace, tj. Hypermethylace, mohou být inaktivovány tzv. Tumor supresorové geny. Geny potlačující nádory řídí buněčný cyklus a mohou vyvolat programovanou buněčnou smrt poškozené buňky, pokud hrozí buněčná degenerace. Pokud jsou tumor supresorové geny neaktivní, mohou se nerušeně množit nádorové buňky. V případě snížené lokální methylace (hypomethylace) mohou být nechtěně aktivovány škodlivé prvky DNA. V případě nesprávného značení methylovými skupinami se to také označuje jako epimutace. To vede k nestabilitě genomu. Ukázalo se, že některé karcinogenní látky interferují s methylačním procesem v buňkách. Změny ve vzorcích methylace se liší od rakovina pacient s pacientem s rakovinou. Například pacient s játra rakovina má jiné methylační vzorce než pacient s prostaty rakovina. Vědci jsou stále více schopni klasifikovat nádory na základě methylačních vzorců. Vědci také dokážou zjistit, jak daleko nádor pokročil a v nejlepším případě, jak je možné jej léčit. Analýza methylace DNA jako diagnostické a terapeutické metody však dosud není plně vyvinuta, takže bude trvat několik let, než se metody skutečně začnou používat mimo oblast výzkumu. Velmi specifickým onemocněním, které má původ v methylaci, je syndrom ICF. Je to způsobeno mutací v DNA methyltransferase, enzymu, který spojuje methylové skupiny s nukleotidy. To u postižených jedinců vede k nedostatečné methylaci DNA. Výsledkem jsou opakované infekce způsobené imunodeficitu. Navíc, nízký vzrůst a může dojít k neúspěchu.
