DNR metilinimas

Metilinimas yra cheminis procesas, kurio metu metilo grupė perkeliama iš vienos molekulės į kitą. Viduje DNR metilinimas Metilo grupė susijungia su tam tikra DNR dalimi ir taip keičia genetinės medžiagos bloką.

Kas yra DNR metilinimas?

Metilinant DNR, metilo grupė prisijungia prie tam tikrų DNR nukleotidų. DNR, taip pat žinoma kaip DNR arba dezoksiribonukleino rūgštis, yra genetinės informacijos nešėja. Naudodamiesi DNR saugoma informacija, baltymai gali būti gaminami.

DNR struktūra atitinka lynų kopėčių struktūrą, kai virvių kopėčių stygos yra susuktos spiraliniu būdu, sukuriant vadinamąją dvigubos spiralės struktūrą. Šoninės virvių kopėčių dalys pagamintos iš cukraus ir fosfato liekanų. Virvės kopėčių šonai žymi organines bazes, DNR bazės yra adeninas, citozinas, guaninas ir timinas.

Du pagrindai susiejami kaip pora ir sudaro lyno kopėčių pakopą. Bazių poras sudaro dvi papildomos bazės: adeninas ir timinas, taip pat citozinas ir guaninas. Nukleotidas yra molekulė, susidariusi iš fosfato, cukraus ir bazinio komponento. Metilinant DNR, specialūs fermentai, metiltransferazės, prie bazinio citozino prijungia metilo grupę. Taip sukuriamas metilcitozinas.

Funkcija ir užduotis

DNR metilinimas yra laikomas žymekliu, leidžiančiu ląstelei naudoti tam tikras DNR sritis arba jų nenaudoti. Jie atspindi genų reguliavimo mechanizmą, todėl juos taip pat galite vadinti įjungimo / išjungimo jungikliu, nes daugeliu atvejų bazės metilinimas apsaugo nuo atitinkamo geno kopijos DNR transkripcijos metu.

DNR metilinimas užtikrina, kad DNR gali būti naudojama skirtingais būdais, nekeičiant pačios DNR sekos. Metilinimas sukuria naują informaciją apie genomą, t. Y. Genetinę struktūrą. Kalbama apie epigenomą ir epigenetikos procesą. Epigenomas paaiškina, kodėl skirtingos ląstelės gali generuoti identišką genetinę informaciją. Pavyzdžiui, iš žmogaus kamieninių ląstelių gali kilti daugybė įvairių audinių rūšių. Iš atskiros kiaušinio ląstelės gali išbristi visas žmogus. Ląstelės epigenoma nusprendžia, kokią formą ir funkcijas ji įgaus. Pažymėti genai parodo ląstelei, ką jai padaryti. Raumenų ląstelė naudoja tik pažymėtus DNR skyrius, kurie jai yra svarbūs atliekant savo darbą. Nervų, širdies ar plaučių ląstelės daro tą patį.

Metilo grupių žymėjimas yra lankstus. Juos galima nuimti arba perkelti. Tai vėl suaktyvins anksčiau išjungtą DNR segmentą. Šis lankstumas yra būtinas, nes genomas ir aplinka nuolat sąveikauja. DNR metilinimas atima šiuos aplinkos padarinius.

DNR metilinimas taip pat gali būti stabilus ir perduodamas iš vienos ląstelių kartos į kitą. Sveikame kūne blužnyje gali išsivystyti tik blužnies ląstelės. Tai užtikrina, kad atitinkama įstaiga galėtų vykdyti savo užduotis.

Epigenetiniai pokyčiai gali būti ne tik perduodami iš vienos ląstelės į kitą, bet ir iš vienos kartos į kitą. Pavyzdžiui, kirminai paveldi imunitetą tam tikriems virusams per DNR metilinimą.

Ligos ir negalavimai

Patologiniai epigenomos pokyčiai iki šiol buvo nustatyti daugelyje ligų ir įvardyti kaip ligų priežastis imunologijos, neurologijos ir ypač onkologijos srityse.

Audiniuose, kuriuos paveikė vėžys, beveik visada randami DNR sekos ir epigenomos defektai. Navikuose dažnai pastebimas nenormalus DNR metilinimo modelis. Metilinimas gali būti padidintas arba sumažėjęs. Abu jie turi toli siekiančias pasekmes ląstelei. Padidėjus metilinimui, t. Y. Hipermetilinimui, gali būti inaktyvuojami vadinamieji naviko slopinimo genai. Naviko slopinimo genai kontroliuoja ląstelių ciklą ir gali sukelti užprogramuotą pažeistos ląstelės mirtį, jei yra ląstelių degeneracijos grėsmė. Jei naviko slopintuvo genai neaktyvūs, naviko ląstelės gali netrukdomai daugintis.

Esant mažesnei vietinei metilinimui (hipometilinimui), netyčia gali būti suaktyvinti kenksmingi DNR elementai. Jei metilo grupės yra neteisingai paženklintos, tai taip pat vadinama epimutacija. Tai lemia genomo nestabilumą.Įrodyta, kad kai kurios kancerogeninės medžiagos trikdo metilinimo procesą ląstelėse.

Metilinimo pokyčiai skiriasi nuo vėžio sergančių pacientų. Pvz., Paciento, sergančio kepenų vėžiu, metilinimo lygis skiriasi nuo paciento, sergančio prostatos vėžiu. Tokiu būdu tyrėjai vis geriau klasifikuoja navikus pagal jų metilinimo modelį. Tyrėjai taip pat gali pamatyti, kaip toli navikas progresavo ir kaip geriausiai jį gydyti. Tačiau DNR metilinimo, kaip diagnostinio ir terapinio metodo, analizė dar nėra iki galo išplėtota, taigi praeis keleri metai, kol metodus bus galima iš tikrųjų naudoti už tyrimų ribų.

Labai ypatinga liga, kuri atsirado metilinant, yra ICF sindromas. Yra DNR metiltransferazės, fermento, kuris metilo grupes jungia su nukleotidais, mutacija. Dėl to paveiktuose DNR metilinimas būna nepakankamas. To pasekmė - pasikartojančios infekcijos dėl imuniteto nepakankamumo. Be to, gali atsirasti trumpas ūgis ir nesugebėjimas klestėti.