Biểu sinh xử lý các đặc điểm phân tử di truyền có cơ sở không phải là trình tự DNA. Tiền tố epi- (tiếng Hy Lạp: επί) chỉ ra rằng các sửa đổi “trên” DNA được xem xét thay thế.
Một sự khác biệt được thực hiện giữa các trường con của metyl hóa và biến đổi histone (histones = protein được bao bọc bởi DNA, có đơn vị “octamer” bao gồm hai bản sao của các protein H2A, H2B, H3 và H4).
Sự methyl hóa DNA trung tâm ở người là của cytosine gốc nucleic trong cái gọi là các đảo CpG của DNA. Ở những hòn đảo nói trên, guanine căn cứ tiếp theo là các gốc cytosine (“CpG dinucleotide”). 75% đảo CpG bị metyl hóa.
Tác dụng của các metyl hóa được thực hiện qua trung gian liên kết metyl protein. Những nguyên nhân này gây ra sự đóng lại cấu trúc nucleosome (nucleosome = đơn vị DNA và một octamer histone). Do đó, các vị trí bị methyl hóa khó tiếp cận hơn nhiều bởi các yếu tố phiên mã (TPFs; protein gắn vào DNA và hoạt động trên quá trình phiên mã).
Tùy thuộc vào vị trí của các methyl hóa, chúng có tác dụng ức chế phiên mã (phiên mã = phiên mã DNA thành RNA) hoặc tác dụng tăng cường phiên mã. Methyl hóa được xúc tác bởi các DNA methyltransferase khác nhau - demethyl hóa bởi demethylases.
Methyl hóa được coi là chức năng lâu đời nhất trong quá trình tiến hóa theo nghĩa là sự im lặng vĩnh viễn của một phần lớn các transposon (các phần tử DNA có thể thay đổi vị trí (vị trí) của chúng, theo đó việc loại bỏ hoặc bổ sung mới các phần tử này có thể dẫn đến các sự kiện đột biến có tính chất bệnh lý tiềm ẩn).
Nếu các metyl hóa này nằm ở các vùng promoter (phần trên DNA quy định sự biểu hiện của gen), sự tích lũy của các TPF cụ thể bị giảm đáng kể. Do đó không thể phiên mã được đoạn DNA.
Methyl hóa ở trình tự tăng cường (không phiên mã gen trình tự) ngăn chặn việc gắn các TPF tăng cường phiên mã. Các methyl hóa ở trình tự không điều hòa làm giảm tốc độ phiên mã do ái lực liên kết của DNA polymerase với DNA thấp.
Chỉ những methyl hóa ở trình tự giảm thanh (chuỗi DNA gần gen mà cái gọi là chất kìm hãm (chặn sự liên kết của RNA polymerase với promoter) mới có thể liên kết) của DNA mới có thể góp phần làm tăng hoạt động phiên mã, vì chúng ngăn cản sự gắn kết của phiên mã- các yếu tố ức chế.
Các sửa đổi histone được đặc trưng bởi việc bổ sung nhiều nhóm hóa học khác nhau vào các chuỗi bên của amino axit của các protein histone. Phổ biến nhất trong số này là acetyl hóa và methyl hóa. Acetyl hóa chỉ ảnh hưởng đến axit amin lysine và kết quả là trung hòa lysine tích điện dương. Các tương tác với sự suy giảm DNA mang điện tích âm, dẫn đến sự lỏng lẻo, tức là giảm sự nén chặt, của phức hợp histone-DNA. Kết quả là tăng khả năng tiếp cận của các yếu tố phiên mã.
Sự methyl hóa histone cũng ảnh hưởng đến mức độ nén chặt của cấu trúc nucleosome. Tuy nhiên, ở đây, nó phụ thuộc vào amino axit hoặc các protein histone cho dù xảy ra hiện tượng mở hay nén.
Một tính năng đặc biệt khác là sự hiện diện của mã histone. "Sự kế thừa" của các sửa đổi histone khác nhau cuối cùng dẫn đến việc tuyển dụng cái gọi là chất nhiễm sắc các yếu tố mô hình hóa - tùy thuộc vào loại, các protein này làm tăng hoặc giảm mức độ cô đặc của xác nhận nucleosome.
Điều trị (quan điểm): Vì mô hình metyl hóa tối ưu của tế bào và loại tế bào phần lớn chưa được biết đến, và do đó chỉ có thể đưa ra những tuyên bố nhỏ về tỷ lệ protein lý tưởng nhất của tế bào, nhưng mã histone cũng chỉ được xác định một cách phân mảnh, nên các sửa đổi điều trị hiện đang không hữu ích.
Tuy nhiên, trong tương lai, việc điều chỉnh tăng và giảm điều hòa gen có thể hữu ích trong việc điều trị các bệnh như khối u, rối loạn tâm thần và các bệnh tự miễn dịch, cũng như trong chống lão hóa ngành.
