Metilasyon, bir metil grubunun bir molekülden diğerine aktarıldığı kimyasal bir süreçtir. İçinde DNA metilasyonu Bir metil grubu, DNA'nın belirli bir kısmına bağlanır ve böylece genetik materyalin bir yapı taşını değiştirir.
DNA Metilasyonu nedir?
DNA metilasyonunda, bir metil grubu DNA'daki belirli nükleotidlere bağlanır. DNA veya deoksiribonükleik asit olarak da bilinen DNA, genetik bilginin taşıyıcısıdır. DNA'da depolanan bilgiler yardımıyla proteinler üretilebilir.
DNA'nın yapısı, halatlı bir merdivenin yapısına karşılık gelir, bu sayede halatlı merdivenin direkleri, çift sarmallı bir yapı yaratılacak şekilde sarmal bir şekilde bükülür. İp merdivenin yan kısımları şeker ve fosfat artıklarından yapılmıştır. İp merdivenin basamakları organik bazları temsil eder, DNA bazları adenin, sitozin, guanin ve timindir.
İki taban, bir ip merdiven basamağı oluşturmak için çift olarak bağlanır. Baz çiftlerinin her biri iki tamamlayıcı bazdan oluşur: adenin ve timinin yanı sıra sitozin ve guanin. Bir nükleotid, bir fosfat, bir şeker ve bir baz bileşeninden oluşan bir moleküldür. DNA metilasyonunda, özel enzimler, metiltransferazlar, baz sitozine bir metil grubu bağlar. Metilsitozin böyle yaratılır.
İşlev ve görev
DNA metilasyonları, hücrenin DNA'nın belirli alanlarını kullanmasını veya kullanmamasını sağlayan belirteçler olarak kabul edilir. Gen düzenlemesi için bir mekanizmayı temsil ederler ve bu nedenle, bir bazın metilasyonu, DNA'nın transkripsiyonu sırasında etkilenen genin bir kopyasını engellediğinden, aynı zamanda bir açma / kapama anahtarı olarak da adlandırılabilirler.
DNA metilasyonu, DNA dizisinin kendisi değişmeden DNA'nın farklı şekillerde kullanılabilmesini sağlar. Metilasyon, genom, yani genetik yapı hakkında yeni bilgiler oluşturur. Bir epigenomdan ve epigenetik sürecinden söz edilir. Epigenom, farklı hücrelerin neden aynı genetik bilgiyi üretebileceğini açıklıyor. Örneğin, insan kök hücrelerinden çok çeşitli doku türleri ortaya çıkabilir. Tek bir yumurta hücresinden bütün bir insan bile çıkabilir. Hücrenin epigenomu hangi form ve işlevi alacağına karar verir. İşaretli genler hücreye bunun için ne yapması gerektiğini gösterir. Bir kas hücresi, yalnızca çalışması için kendisiyle ilgili işaretli DNA bölümlerini kullanır. Akciğerlerdeki sinir hücreleri, kalp hücreleri veya hücreler aynı şeyi yapar.
Metil gruplarının işaretleri esnektir. Çıkarılabilir veya taşınabilirler. Bu, önceden devre dışı bırakılmış DNA segmentini tekrar aktif hale getirecektir. Bu esneklik gereklidir çünkü genom ile çevre arasında sürekli bir etkileşim vardır. DNA metilasyonu bu çevresel etkileri alır.
DNA metilasyonları da kararlı olabilir ve bir nesil hücreden diğerine aktarılır. Sağlıklı bir vücutta dalakta sadece dalak hücreleri gelişebilir. Bu, ilgili kuruluşun görevlerini yerine getirebilmesini sağlar.
Epigenetik değişiklikler yalnızca bir hücreden diğerine değil, aynı zamanda bir nesilden diğerine de aktarılabilir. Örneğin solucanlar, DNA metilasyonu yoluyla belirli virüslere karşı bağışıklığı miras alır.
Hastalıklar ve rahatsızlıklar
Epigenomdaki patolojik değişiklikler bugüne kadar birçok hastalıkta tespit edilmiş ve immünoloji, nöroloji ve özellikle onkoloji alanlarında hastalıkların nedeni olarak tanımlanmıştır.
Kanserden etkilenen dokularda, DNA dizisindeki kusurlar ve epigenomdaki kusurlar neredeyse her zaman bulunur. Tümörlerde anormal bir DNA metilasyonu modeli sıklıkla görülür. Metilasyon artırılabilir veya azaltılabilir. Her ikisinin de hücre için geniş kapsamlı sonuçları vardır. Metilasyonun artmasıyla, yani hipermetilasyonla, sözde tümör baskılayıcı genler inaktive edilebilir. Tümör baskılayıcı genler, hücre döngüsünü kontrol eder ve hücre dejenerasyonu tehdidi varsa, hasarlı hücrenin programlanmış hücre ölümünü tetikleyebilir. Tümör baskılayıcı genler aktif değilse, tümör hücreleri engellenmeden çoğalabilir.
Azaltılmış lokal metilasyon (hipometilasyon) ile, zararlı DNA elementleri yanlışlıkla aktive edilebilir. Metil grupları yanlış etiketlenmişse buna epimutasyon da denir. Bu, genom kararsızlığına yol açar.Bazı kanserojen maddelerin, hücrelerdeki metilasyon sürecine müdahale ettiği gösterilmiştir.
Metilasyon modellerindeki değişiklikler kanser hastasından kanser hastasına farklılık gösterir. Örneğin, karaciğer kanseri olan bir hasta, prostat kanseri olan bir hastadan farklı metilasyon seviyelerine sahiptir. Bu şekilde, araştırmacılar tümörleri metilasyon modellerine göre giderek daha fazla sınıflandırabiliyorlar. Araştırmacılar ayrıca bir tümörün ne kadar ilerlediğini ve onu en iyi nasıl tedavi edeceklerini de görebilirler. Bununla birlikte, teşhis ve tedavi yöntemi olarak DNA metilasyonunun analizi henüz tam olarak geliştirilmemiştir, bu nedenle yöntemlerin gerçekten araştırma alanı dışında kullanılabilmesi için birkaç yıl geçecektir.
Metilasyondan kaynaklanan çok özel bir hastalık ICF sendromudur. Metil gruplarını nükleotidlere bağlayan enzim olan DNA metiltransferazda bir mutasyon vardır. Sonuç olarak, etkilenenlerde DNA'da yetersiz metilasyon vardır. Sonuç, bağışıklık yetersizliği nedeniyle tekrarlayan enfeksiyonlardır. Ek olarak, kısa boy ve gelişememe meydana gelebilir.
