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DNA甲基化 |
DNA甲基化(DNA methylation)為DNA化學修飾的一種形式,能夠在不改變DNA序列的前提下,改變遺傳表現。所謂DNA甲基化是指在DNA甲基化轉移酶的作用下,在基因組CpG二核苷酸的胞嘧啶5號碳位共價鍵結合一個甲基基團。大量研究表明,DNA甲基化能引起染色質結構、DNA構象、DNA穩定性及DNA與蛋白質相互作用方式的改變,從而控制基因表達。
簡介
DNA甲基化是最早被發現、也是研究最深入的表觀遺傳調控機制之一。廣義上的DNA甲基化是指DNA序列上特定的鹼基在DNA甲基轉移酶(DNA methyltransferase,DNMT)的催化作用下,以S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl methionine,SAM)作為甲基供體,通過共價鍵結合的方式獲得一個甲基基團的化學修飾過程。這種DNA甲基化修飾可以發生在胞嘧啶的C-5位、腺嘌呤的N-6位及鳥嘌呤的N-7位等位點。一般研究中所涉及的DNA甲基化主要是指發生在CpG二核苷酸中胞嘧啶上第5位碳原子的甲基化過程,其產物稱為5-甲基胞嘧啶(5-mC),是植物、動物等真核生物DNA甲基化的主要形式,也是發現的哺乳動物DNA甲基化的唯一形式。DNA甲基化作為一種相對穩定的修飾狀態,在DNA甲基轉移酶的作用下,可隨DNA的複製過程遺傳給新生的子代DNA,是一種重要的表觀遺傳機制。
評價
基因組中DNA的甲基化模式是通過DNA甲基轉移酶實現的。DNA甲基化酶分為2類,即維持DNA甲基化轉移酶(Dnmtl或維持甲基化酶)和從頭甲基化酶。根據序列的同源性和功能,真核生物DNA甲基化轉移酶又分為4類:Dnmtl/METl、Dnmt2、CMTs和Dn-mt3。DnmtliiMETl類酶參與CG序列甲基化的維持。CMTs類酶僅發現在植物中,主要特徵是它的催化區T和Ⅳ包埋染色體的主區,並且特異性地維持CG序列的甲基化。Dnmt:3類酶在小鼠、人類和斑馬魚中得到鑑定.Dnmt3a和Dnmt3b在未分化的胚胎幹細胞中高度表達,但在體細胞中表達水平很低。它們的主要作用是從頭甲基化,但對維持甲基化也起到一定的作用,並且負責重複序列的甲基化。[1]