¿Cuál es Metilación de la DNA?

Por Sally Robertson, BSCA

La metilación de la DNA es un mecanismo epigenético usado por las células para controlar la expresión génica. Varios mecanismos existen para controlar la expresión génica en eucariotas, pero la metilación de la DNA es una herramienta epigenética de uso general de la transmisión de señales que puede reparar genes en la posición de "OFF".

Durante últimas décadas, los científicos han hecho diversos descubrimientos sobre la metilación de la DNA y cómo es vital está a varios procesos celulares tales como revelado embrionario, desactivación del Cromosoma X, impresión genomic, supresión del gen, carcinogénesis y estabilidad del cromosoma. Los Investigadores han conectado la metilación anormal de la DNA a varios resultados adversos, incluyendo enfermedades humanas.

La DNA contiene combinaciones de cuatro nucleótidos que incluyan la citosina, la guanina, el thymine y la adenina. La metilación de la DNA refiere a la adición de un grupo metílico (CH3) al hilo de la DNA sí mismo, a menudo al quinto átomo de carbón de un anillo de la citosina. Esta conversión de las bases de la citosina al methylcytosine 5 es catalizada por los methyltransferases de la DNA (DNMTs).  Estos residuos modificados de la citosina mienten generalmente al lado de una base de la guanina (metilación de CpG) y el resultado es dos cytosines desnaturalizados colocados diagonalmente el uno al otro en hilos opuestos de la DNA.

Diverso trabajo de DNMTs junto como de novo DNMTs, estableciendo el modelo del grupo metílico en una serie de la DNA o como mantenimiento DNMTs que copia el modelo de la metilación en un hilo existente de la DNA a su nuevo socio después de la réplica. La Metilación es escasa pero global en los mamíferos, encontrados en las series de CpG a través del genoma entero, independientemente de ciertos alargamientos (de alrededor un kilobase) donde está alto el contenido de CpG (las islas de CpG). Cuando se desnaturalizan esas series, el resultado puede ser el imponer silencio inadecuado de genes tales como genes de la supresión del tumor.

La distribución global de la metilación en mamíferos ha planteado un reto a los investigadores en términos de descubrir si la metilación es un estado de valor por defecto o está apuntada en las series específicas del gen. Sin Embargo, las islas de CpG se encuentran generalmente en gran proximidad a los sitios del comienzo de la transcripción, sugiriendo que hay un sistema de reconocimiento establecido.

Además de la metilación de la DNA que es vital al incremento y al revelado sanos, también permite a la expresión de genes retroviral ser suprimido, junto con otras series potencialmente peligrosas de la DNA que han incorporado y puedan dañar el ordenador principal.

Otro propósito importante de la metilación de la DNA es la formación de la estructura de la cromatina, que permite a una célula crecer en un organismo multicelular complejo compuesto de diversos tejidos y órganos. Los Científicos han establecido que algún de novo DNMTs es componentes de los complejos de cromatina-remodelado que logran el remodelado realizando sobre el terreno la metilación de la DNA para reparar en el lugar la dimensión de una variable cerrada de la cromatina.

Metilación y enfermedad de la DNA

Los Investigadores están observando actualmente las conexiones entre la metilación de la DNA y las enfermedades humanas tales como lupus, el cáncer, la distrofia muscular y los diversos defectos congénitos. Sus conclusión podrían ser importantes en la ayuda del revelado de terapias y para entender y prevenir las condiciones que se convierten durante el revelado embrionario como resultado de la metilación anormal del Cromosoma X y de la impresión del gen.

Hasta ahora, mucha de esta investigación se ha centrado en cáncer y los genes de supresor del tumor, desde el hypermethylation dan lugar a menudo a imponer silencio de los genes de supresor del tumor en células cacerígenas. Comparado a las células normales, los genomas en células cancerosas también se han mostrado para hypomethylated sobre todos, con el hypermethylation ocurriendo solamente en los genes implicados en la invasión de la célula del tumor, el mando del ciclo celular, la reparación de la DNA y otros procesos donde el imponer silencio llevaría a la extensión del cáncer. De Hecho, en cáncer de colon, es posible detectar el hypermethylation a principios de en el curso de la enfermedad, significando que el hypermethylation puede servir como biomarker para la condición.

Fuentes

  1. http://labs.genetics.ucla.edu/fan/papers/npp2012112a.pdf
  2. http://genesdev.cshlp.org/content/16/1/6
  3. http://www.sciencemag.org/content/293/5532/1068
  4. http://www.activemotif.com/documents/1654.pdf
  5. http://www.promega.com/~/media/files/
  6. http://www.nature.com/scitable/topicpage/the-role-of-methylation-in-gene-expression-1070
  7. http://helicase.pbworks.com/w/page/17605615/DNA%20Methylation

[Lectura Adicional: Metilación de la DNA]

Last Updated: Sep 17, 2015

Comments

  1. Brittny Klinedinst Brittny Klinedinst United States says:

    So in other words, the lack of DNA methylation would cause cancer and other diseases not it's presence? Also, if most of this process is prominent during embryonic development, then how is it related to epigenetics considering epigenetics is based upon the idea that the environment can alter one's genetic make-up years after embryonic development?

    • Damien To Damien To United States says:

      Hi Brittny,

      I'm only an undergraduate science student (so I may be wrong!) but we learnt recently that our genetic make-up doesn't change over the course of our life, it is fixed from birth. What can change is the way our genes are expressed (or behave).

      Epigenetics are like a switch that allows certain genes to be switched on or off. Often we want them to be switched off (or suppressed). For example, having a genetic disposition to easily gain weight, is not very useful when living in a culture with abundant food.  

        The environments that influence these genes include your body's own internal environment and any environment outside of your body (your mother's womb, your home, your city etc).

           Smoking, (for example) may turn off the gene that suppresses tumour growth. DNA methylation allows the body to repair (or turn off) those switches. When we are born, different genes are either switched on or off. Some only determine eye colour, some suppress disease, and may not be able to be changed due to an abnormality occurring during the embryonic process.
      Hope that helps.

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