DNAメチル化

メチル化は、メチル基が1つの分子から別の分子に移動する化学プロセスです。の中に DNAメチル化 メチル基はDNAの特定の部分に結合するため、遺伝物質の構成要素が変化します。

DNAメチル化とは

DNAメチル化では、メチル基がDNAの特定のヌクレオチドに結合します。 DNAは、DNAまたはデオキシリボ核酸としても知られており、遺伝情報のキャリアです。 DNAに保存されている情報を利用して、タンパク質を生成できます。

DNAの構造はロープのはしごの構造に対応しており、それによってロープのはしごの柱がらせん状にねじられ、いわゆる二重らせん構造が作成されます。ロープのはしごの側面部分は、砂糖とリン酸塩の残留物から作られています。ロープのはしごの横木は有機塩基を表しており、DNAの塩基はアデニン、シトシン、グアニン、チミンです。

2つのベースがそれぞれペアとして接続し、ロープのはしごの横木を形成します。塩基対はそれぞれ、アデニンとチミン、およびシトシンとグアニンの2つの相補的な塩基によって形成されます。ヌクレオチドは、リン酸塩、糖、および塩基成分から形成される分子です。 DNAメチル化では、特別な酵素であるメチルトランスフェラーゼがメチル基を基本シトシンに付加します。これは、メチルシトシンが作成される方法です。

機能とタスク

DNAメチル化は、細胞がDNAの特定の領域を使用できるようにするか、使用しないようにするマーカーと見なされます。ほとんどの場合、塩基のメチル化は、DNAの転写中に影響を受ける遺伝子のコピーを防止するため、これらは遺伝子調節のメカニズムを表します。

DNAメチル化により、DNAシーケンス自体を変更することなく、さまざまな方法でDNAを使用できます。メチル化は、ゲノム、すなわち遺伝子構成に関する新しい情報を作成します。エピゲノムとエピジェネティクスのプロセスについて話します。エピゲノムは、異なる細胞が同じ遺伝情報を生成できる理由を説明しています。例えば、多種多様な組織型がヒト幹細胞から生じ得る。人全体が個々の卵細胞から出現することさえできます。細胞のエピゲノムは、それが担う形態と機能を決定します。マークされた遺伝子は、それに対して何をすべきかを細胞に示します。筋肉細胞は、その作業に関連するDNAのマークされたセクションのみを使用します。神経細胞、心臓細胞、または肺の細胞も同じです。

メチル基によるマーキングは柔軟です。それらは削除または移動できます。これにより、以前に非アクティブ化されたDNAセグメントが再びアクティブになります。ゲノムと環境の間には常に相互作用があるため、この柔軟性は必要です。 DNAメチル化はこれらの環境の影響を吸収します。

DNAメチル化も安定しており、ある世代の細胞から次の世代に受け継がれます。健康な体では、脾臓でのみ脾臓細胞のみが発生します。これにより、それぞれの組織がそのタスクを確実に実行できます。

エピジェネティックな変化は、ある細胞から次の細胞に移すだけでなく、ある世代から次の世代にも移すことができます。たとえば、ワームはDNAメチル化を通じて特定のウイルスに対する免疫を継承します。

病気と病気

エピゲノムの病理学的変化は、これまで多くの疾患で検出されており、免疫学、神経学、特に腫瘍学の分野で疾患の原因として特定されてきました。

がんの影響を受けている組織では、DNA配列自体の欠陥に加えて、エピゲノムのエラーがほとんど常に見られます。 DNAメチル化の異常なパターンは、腫瘍でしばしば見られます。メチル化は増減できます。どちらも細胞に広範囲の影響を及ぼします。メチル化の増加、すなわち高メチル化の場合、いわゆる腫瘍抑制遺伝子を不活性化することができる。腫瘍抑制遺伝子は細胞周期を制御し、細胞変性の脅威がある場合、損傷した細胞のプログラムされた細胞死を引き起こす可能性があります。腫瘍抑制遺伝子が不活性である場合、腫瘍細胞は妨げられずに増殖する可能性があります。

局所メチル化（低メチル化）が低下すると、有害なDNA要素が誤って活性化される可能性があります。メチル基が誤ってラベル付けされている場合、これはエピミューテーションとも呼ばれます。これにより、ゲノムが不安定になります。一部の発がん性物質は、細胞のメチル化プロセスを妨害することが示されています。

メチル化パターンの変化は、がん患者によって異なります。たとえば、肝臓がんの患者は、前立腺がんの患者とはメチル化レベルが異なります。このようにして、研究者は、メチル化パターンに基づいて腫瘍を分類できるようになりました。研究者はまた、腫瘍がどこまで進行しているか、どのように治療するのが最善かを知ることもできます。ただし、診断および治療法としてのDNAメチル化の分析はまだ十分に開発されていないため、この方法を実際に研究領域外で使用できるようになるまでには数年かかります。

メチル化を起源とする非常に特殊な疾患はICF症候群です。メチル基をヌクレオチドに結合する酵素であるDNAメチルトランスフェラーゼに変異があります。その結果、影響を受けた人々のDNAのメチル化が不足しています。結果は免疫不全による再発性感染症です。さらに、低身長と繁栄の失敗が発生する可能性があります。