Koks yra DNR metilinimo tikslas?

Dezoksiribonukleino rūgšties arba DNR metilinimo tikslas yra pakeisti genų ekspresiją organizme. Metiliuojanti DNR yra neatsiejama sudėtingų ir aukštesnio lygio organizmų vystymosi dalis, tačiau ją taip pat naudoja ir eukariotinės, ir prokariotinės ląstelės. Svarbiausia funkcija yra leisti atskirti skirtingų ląstelių veiksmus viena nuo kitos.

DNR yra nukleorūgščių grandinė, esanti eukariotinės ląstelės branduolyje ir laisva prokariotinėje ląstelėje. Jį sudaro dvi ilgos polimero grandinės, turinčios tam tikrą aminorūgščių seką. Ląstelės naudojama seka yra ląstelės genetinės sandaros projektas. Genetinis kodavimas lemia visų ląstelių konstrukciją ir funkciją.

DNR metilinimas yra procesas, kurio metu į DNR grandinę pridedama metilo grupė. Ši metilo grupė yra angliavandenilių grupė, paprastai randama organiniuose junginiuose. Jis būna trijų labai reaktyvių formų: anijonų, katijonų ir radikalų. Šias tris formas mokslininkams sunku aptikti, nes labai reaktyvios reiškia, kad jos retai randamos kaip izoliuotas darinys.

Žinduolių DNR metilinimas vyksta, kai metilo grupė prisitvirtina prie vienos iš dviejų vietų. Pirmoji vieta yra penktoji citozino pirimidino žiedo anglis. Antroji vieta yra šeštasis adenino purino žiedo azotas. Bet kokie metilinimo DNR pakeitimai yra paveldimi ląstelių dalijimosi metu. Ląstelių dalijimasis įvyksta, kai viena ląstelė nukopijuoja savo duomenis, tada dalijasi į dvi lygias naujas ląsteles.

Žinduolių ir daugelio kitų gyvūnų DNR metilinimo tikslas – užtikrinti normalų vystymąsi. Tai apima tokius reiškinius kaip genomo įspaudimas ir x-chromosomų inaktyvacija. Didžioji dalis proceso vyksta vaisiaus vystymosi metu.

Augalai iš viso turi tris metilinimo taškus citozino srityje. Daugelis metilinimo padarinių augalams ir žinduoliams yra panašūs. Kita vertus, grybai dažniausiai būna įvairesni. Besivystančių grybų metilinimo kiekis priklauso nuo dalyvaujančių rūšių. Pavyzdžiui, alaus mielės turi labai mažą metilinimo kiekį.

Nenormalus DNR metilinimas yra pagrindinė vėžio ląstelių vystymosi priežastis. Tai atsitinka, kai metilo grupės pridėjimas prie DNR sukelia klaidingą genomų programavimą. Toks nenormalus įspaudas taip pat gali būti paveldimų ligų ir būklių priežastis.

Yra keli moksliniai DNR metilinimo nustatymo metodai. Šie metodai apima viso genomo bisulfito sekos nustatymą ir tyrimus, tokius kaip HELP, kuris reiškia HpaII mažo fragmento praturtinimą ligavimo tarpininkaujant PGR ir ChIP ant lusto. Mokslininkai taip pat gali naudoti apribojimo orientyrų genominį nuskaitymą, tačiau tai sunkus ir sudėtingas procesas, todėl naudojamas retai.