Metilasi DNA

Metilasi adalah proses kimia di mana kumpulan metil dipindahkan dari satu molekul ke molekul lain. Di dalam Metilasi DNA Kumpulan metil berpasangan dengan bahagian DNA tertentu dan dengan itu mengubah blok bangunan bahan genetik.

Apa itu Metilasi DNA?

Dalam metilasi DNA, kumpulan metil melekat pada nukleotida tertentu dalam DNA. DNA, juga dikenali sebagai DNA atau asid deoksiribonukleik, adalah pembawa maklumat genetik. Dengan bantuan maklumat yang tersimpan dalam DNA, protein dapat dihasilkan.

Struktur DNA sepadan dengan struktur tali, di mana tiang tangga tali dipintal secara heliks, mewujudkan struktur heliks berganda. Bahagian sisi tangga tali terbuat dari sisa gula dan fosfat. Anak tangga tali mewakili asas organik.Basis DNA adalah adenin, sitosin, guanin dan timin.

Dua pangkalan masing-masing menghubungkan sebagai pasangan untuk membentuk tali tangga tali. Pasangan asas masing-masing dibentuk oleh dua asas pelengkap: adenin dan timin serta sitosin dan guanin. Nukleotida adalah molekul yang terbentuk dari fosfat, gula dan komponen asas. Dalam metilasi DNA, enzim khas, metiltransferase, melampirkan kumpulan metil ke sitosin asas. Ini adalah bagaimana methylcytosine dihasilkan.

Fungsi & tugas

Metilasi DNA dianggap sebagai penanda yang membolehkan sel menggunakan kawasan DNA tertentu atau tidak menggunakannya. Mereka mewakili mekanisme untuk pengawalan gen. Oleh itu, seseorang juga dapat memanggil mereka sakelar hidup / mati, kerana dalam kebanyakan kasus metilasi dari pangkalan mencegah salinan gen yang terkena selama transkripsi DNA.

Metilasi DNA memastikan bahawa DNA dapat digunakan dengan cara yang berbeza tanpa urutan DNA itu sendiri berubah. Metilasi mencipta maklumat baru mengenai genom, iaitu susunan genetik. Seseorang bercakap tentang epigenome dan proses epigenetik. Epigenome menjelaskan mengapa sel yang berlainan dapat menghasilkan maklumat genetik yang sama. Sebagai contoh, pelbagai jenis tisu boleh timbul dari sel induk manusia. Seluruh orang bahkan boleh keluar dari sel telur individu. Epigenome sel menentukan bentuk dan fungsi yang diperlukannya. Gen yang ditandakan menunjukkan kepada sel apa yang harus dilakukan untuknya. Sel otot hanya menggunakan bahagian DNA yang ditandai yang relevan dengannya untuk kerjanya. Sel saraf, sel jantung atau sel di paru-paru melakukan perkara yang sama.

Tanda oleh kumpulan metil adalah fleksibel. Mereka boleh dikeluarkan atau dipindahkan. Ini akan menjadikan segmen DNA yang sebelumnya dinyahaktifkan kembali aktif. Fleksibiliti ini diperlukan kerana terdapat interaksi berterusan antara genom dan persekitaran. Metilasi DNA mengambil pengaruh persekitaran ini.

Metilasi DNA juga boleh stabil dan diturunkan dari satu generasi sel ke generasi berikutnya. Dalam badan yang sihat, hanya sel limpa yang dapat berkembang di limpa. Ini memastikan bahawa badan masing-masing dapat memenuhi tugasnya.

Perubahan epigenetik bukan sahaja dapat dipindahkan dari satu sel ke sel yang lain, tetapi juga dari satu generasi ke generasi berikutnya. Sebagai contoh, cacing mewarisi kekebalan terhadap virus tertentu melalui metilasi DNA.

Penyakit & penyakit

Perubahan patologi pada epigenome sejauh ini telah terbukti dalam banyak penyakit dan dikenal pasti sebagai penyebab penyakit dalam bidang imunologi, neurologi dan, khususnya, onkologi.

Pada tisu yang terkena barah, selain kecacatan dalam urutan DNA, terdapat hampir selalu kesalahan dalam epigenome. Pola metilasi DNA yang tidak normal sering dilihat pada tumor. Metilasi dapat ditingkatkan atau dikurangkan. Kedua-duanya mempunyai kesan yang jauh untuk sel. Dengan peningkatan metilasi, iaitu hipermetilasi, gen penekan tumor boleh dinyahaktifkan. Gen penekan tumor mengawal kitaran sel dan boleh mencetuskan kematian sel yang diprogramkan sel yang rosak sekiranya terdapat ancaman degenerasi sel. Sekiranya gen penekan tumor tidak aktif, sel tumor boleh berlipat ganda tanpa gangguan.

Dengan pengurangan metilasi tempatan (hipometilasi), unsur DNA berbahaya dapat diaktifkan secara tidak sengaja. Dalam kes pelabelan yang tidak betul oleh kumpulan metil, seseorang juga bercakap mengenai epimutasi. Ini membawa kepada ketidakstabilan genom.Beberapa bahan karsinogenik terbukti mengganggu proses metilasi dalam sel.

Perubahan corak metilasi berbeza dari pesakit barah ke pesakit barah. Seorang pesakit dengan kanser hati, misalnya, mempunyai metilasi yang berbeza daripada pesakit dengan kanser prostat. Dengan cara ini, para penyelidik semakin dapat mengklasifikasikan tumor berdasarkan corak metilasi mereka. Para penyelidik juga dapat melihat sejauh mana tumor telah berkembang dan cara terbaik untuk merawatnya. Walau bagaimanapun, analisis metilasi DNA sebagai kaedah diagnostik dan terapeutik belum dikembangkan sepenuhnya, sehingga beberapa tahun akan berlalu sebelum kaedah tersebut benar-benar dapat digunakan di luar kawasan penyelidikan.

Penyakit yang sangat istimewa yang berasal dari metilasi adalah sindrom ICF. Terdapat mutasi dalam metiltransferase DNA, iaitu enzim yang menghubungkan kumpulan metil dengan nukleotida. Akibatnya, terdapat kekurangan metilasi DNA pada mereka yang terjejas. Akibatnya adalah jangkitan berulang kerana kekurangan imun. Selain itu, perawakan pendek dan kegagalan untuk berkembang boleh berlaku.