Metilinimas yra cheminis procesas, kurio metu metilo grupė perkeliama iš vienos molekulės į kitą. Atliekant DNR metilinimą, metilo grupė susiejama su tam tikra DNR dalimi, taip pakeičiant genetinės medžiagos pagrindą.
Kas yra DNR metilinimas?
Atliekant DNR metilinimą, metilo grupė susiejama su tam tikra DNR dalimi, taip pakeičiant genetinės medžiagos pagrindą. Atliekant DNR metilinimą, metilo grupė prisijungia prie specifinių DNR nukleotidų. DNR, taip pat žinomas kaip Deoksiribonukleorūgštis, yra genetinės informacijos nešėjas. Naudodamiesi DNR saugoma informacija, baltymai galima pagaminti. DNR struktūra atitinka virvių kopėčių struktūrą, kai virvių kopėčių sruogos yra susuktos spiraliniu pavidalu, kad susidarytų vadinamoji dvigubos spiralės struktūra. Šoninės virvių kopėčių dalys yra suformuotos iš cukrus ir fosfatas likučiai. Lynų kopėčių pakopos reiškia organinę bazės, bazės DNR yra vadinami adeninu, citozinu, guaninu ir timinu. Du bazės kiekvienas jungiasi kaip pora, kad suformuotų lynų kopėčių laiptelį. Kiekvieną bazių porą sudaro dvi viena kitą papildančios bazės: adeninas ir timinas, citozinas ir guaninas. Nukleotidas yra molekulė, suformuota iš a fosfatas, cukrusir pagrindinį komponentą. DNR metilinimo metu specialus fermentai (enzimai), metiltransferazės, pritvirtina metilo grupę prie bazinės citozino. Taip susidaro metilcitozinas.
Funkcija ir užduotis
DNR metilinimas laikomas žymenimis, leidžiančiais ląstelei naudoti arba nenaudoti tam tikrų DNR sričių. Jie atstovauja genas reguliavimas. Todėl jie taip pat galėtų būti vadinami įjungimo / išjungimo jungikliais, nes daugiausiai bazės metilinimas neleidžia nukentėjusiųjų kopijoms genas nuo DNR perrašymo. DNR metilinimas užtikrina, kad DNR gali būti naudojama įvairiai, nekeičiant pačios DNR sekos. Metilinimas sukuria naują informaciją apie genomą, ty genetinę medžiagą. Tai vadinama epigenomu ir jo procesu epigenetics. Epigenomas yra paaiškinimas faktui, kad identiška genetinė informacija gali generuoti skirtingas ląsteles. Pavyzdžiui, žmogaus kamieninės ląstelės gali sukelti įvairiausius audinius. Viena kiaušialąstė gali sukelti visą žmogų. Ląstelės epigenomas nusprendžia, kurią formą ir funkciją ji įgauna. Pažymėti genai taip rodo ląstelę, ką jai daryti. Raumenų ląstelė naudoja tik pažymėtas DNR dalis, kurios yra svarbios jo darbui. Taip pat ir nervų ląstelės, širdis ląstelės arba plaučių. Metilo grupių žymėjimas yra lankstus. Juos galima nuimti arba perkelti. Tai padarytų anksčiau išaktyvintą DNR sekciją vėl aktyvią. Šis lankstumas yra būtinas, nes tarp genomo ir aplinkos yra nuolatinė sąveika. DNR metilinimas surenka šiuos aplinkos poveikius. DNR metilinimas taip pat gali būti stabilus ir paveldimas iš vienos kartos ląstelių į kitą. Taigi, sveikame kūne tik blužnis ląstelės kada nors gali būti gaminamos blužnyje. Tai užtikrina, kad atitinkamas organas gali atlikti savo užduotis. Tačiau epigenetiniai pokyčiai gali būti perduodami ne tik iš vienos ląstelės į kitą, bet ir iš vienos kartos į kitą. Pavyzdžiui, kirminai paveldi tam tikrų imunitetą virusai per DNR metilinimą.
Ligos ir negalavimai
Iki šiol daugelyje ligų buvo nustatyti patologiniai epigenomo pakitimai, kurie buvo įvardyti kaip ligų priežastis imunologijos, neurologijos ir ypač onkologijos srityse. Audiniuose, kuriuos paveikė Vėžys, beveik visada akivaizdūs epigenomo defektai be DNR sekos defektų. Navikų atveju dažnai pastebimas nenormalus DNR metilinimo modelis. Metilinimas gali būti padidėjęs arba sumažėjęs. Abi turi tolimų pasekmių ląstelei. Padidėjusios metilinimo, ty hipermetilinimo, atveju vadinamieji navikų slopintuvai gali būti inaktyvuoti. Naviko slopinimo genai kontroliuoja ląstelių ciklą ir gali sukelti užprogramuotą pažeistos ląstelės mirtį, jei neišvengiama ląstelių degeneracijos. Jei naviko slopinimo genai yra neaktyvūs, naviko ląstelės gali netrukdomai daugintis. Sumažėjus vietinei metilacijai (hipometilinimas), netyčia gali būti aktyvuojami kenksmingi DNR elementai. Netinkamo metilo grupių ženklinimo atveju tai taip pat vadinama epimutacija. Tai veda prie genomo nestabilumo. Įrodyta, kad kai kurios kancerogeninės medžiagos trukdo metilinimo procesui ląstelėse. Metilinimo modelių pokyčiai skiriasi nuo Vėžys pacientas vėžiu sergančiam pacientui. Pavyzdžiui, pacientas su kepenys Vėžys turi skirtingus metilinimo modelius nei pacientas, turintis prostatos vėžys. Mokslininkai vis labiau gali klasifikuoti navikus pagal metilinimo modelius. Tyrėjai taip pat gali pasakyti, kiek auglys progresavo, ir geriausiu atveju, kaip jį galima gydyti. Tačiau DNR metilinimo, kaip diagnostinio ir terapinio metodo, analizė dar nėra iki galo sukurta, todėl praeis keleri metai, kol metodai bus faktiškai naudojami už mokslinių tyrimų srities ribų. Labai specifinė liga, kurios priežastis yra metilinimas, yra ICF sindromas. Ją sukelia mutacija DNR metiltransferazėje - fermente, kuris sujungia metilo grupes su nukleotidais. Tai lemia nepakankamą DNR metilinimą nukentėjusiems asmenims. Rezultatas yra pasikartojančios infekcijos dėl imunodeficitas, Papildomai, žemo ūgio ir gali nepavykti klestėti.
