Methyl hóa là một quá trình hóa học trong đó một nhóm metyl được chuyển từ phân tử này sang phân tử khác. Trong quá trình methyl hóa DNA, một nhóm methyl kết hợp với một phần cụ thể của DNA, do đó làm thay đổi khối cấu tạo của vật liệu di truyền.
Methyl hóa DNA là gì?
Trong quá trình methyl hóa DNA, một nhóm methyl kết hợp với một phần cụ thể của DNA, do đó làm thay đổi khối cấu tạo của vật liệu di truyền. Trong quá trình methyl hóa DNA, một nhóm methyl tự gắn vào các nucleotide cụ thể của DNA. DNA, còn được gọi là axit deoxyribonucleic, là vật mang thông tin di truyền. Với sự trợ giúp của thông tin được lưu trữ trong DNA, protein có thể sản xuất. Cấu trúc của DNA tương ứng với cấu trúc của một chiếc thang dây, theo đó các sợi của chiếc thang dây được xoắn theo hình xoắn ốc để tạo thành cái gọi là cấu trúc chuỗi xoắn kép. Các bộ phận bên của thang dây được hình thành từ đường và phốt phát các chất cặn bã. Các bậc của thang dây thể hiện sự hữu cơ căn cứ. Các căn cứ của DNA được gọi là adenine, cytosine, guanine và thymine. Hai căn cứ mỗi kết nối như một cặp để tạo thành một bậc thang dây. Mỗi cặp bazơ được hình thành bởi hai bazơ bổ sung: Adenine và Thymine, và Cytosine và Guanine. Một nucleotide là một phân tử được hình thành từ một phốt phát, Một đườngvà một thành phần cơ sở. Trong quá trình methyl hóa DNA, đặc biệt enzyme, methyltransferase, gắn một nhóm methyl vào cytosine cơ sở. Đây là cách methylcytosine được hình thành.
Chức năng và nhiệm vụ
Quá trình methyl hóa DNA được coi là dấu hiệu cho phép tế bào sử dụng hoặc không sử dụng một số vùng nhất định của DNA. Chúng đại diện cho một cơ chế để gen Quy định. Do đó, chúng cũng có thể được gọi là công tắc bật / tắt, vì quá trình metyl hóa của một cơ sở trong hầu hết các trường hợp ngăn cản bản sao của thiết bị bị ảnh hưởng gen từ phiên mã DNA. Sự methyl hóa DNA đảm bảo rằng DNA có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau mà không làm thay đổi chính trình tự DNA. Methyl hóa tạo ra thông tin mới trên bộ gen, tức là vật chất di truyền. Đây được gọi là một epigenome và quá trình biểu sinh. Epigenome là lời giải thích cho thực tế là thông tin di truyền giống hệt nhau có thể tạo ra các tế bào khác nhau. Ví dụ, tế bào gốc của con người có thể tạo ra nhiều loại mô. Một tế bào trứng thậm chí có thể tạo ra cả một con người. Biểu thức của tế bào quyết định hình thức và chức năng của nó. Do đó, các gen được đánh dấu cho thấy tế bào phải làm gì cho nó. Tế bào cơ chỉ sử dụng các đoạn DNA được đánh dấu có liên quan đến công việc của nó. Tế bào thần kinh cũng vậy, tim ô hoặc ô của phổi. Sự đánh dấu của các nhóm metyl rất linh hoạt. Chúng có thể được gỡ bỏ hoặc di chuyển. Điều này sẽ làm cho phần DNA bị vô hiệu hóa trước đó hoạt động trở lại. Sự linh hoạt này là cần thiết vì có sự tác động lẫn nhau liên tục giữa bộ gen và môi trường. Quá trình methyl hóa DNA sẽ ảnh hưởng đến những ảnh hưởng của môi trường. Quá trình methyl hóa DNA cũng có thể ổn định và được di truyền từ thế hệ tế bào này sang thế hệ tế bào khác. Vì vậy, trong cơ thể khỏe mạnh, chỉ lá lách tế bào có thể được sản xuất trong lá lách. Điều này đảm bảo rằng các cơ quan tương ứng có thể hoàn thành nhiệm vụ của mình. Tuy nhiên, những thay đổi biểu sinh không chỉ có thể được truyền từ tế bào này sang tế bào khác mà còn từ thế hệ này sang thế hệ khác. Giun, ví dụ, thừa hưởng khả năng miễn dịch đối với một số virus thông qua quá trình methyl hóa DNA.
Bệnh tật
Cho đến nay, những thay đổi bệnh lý trong biểu mô đã được phát hiện trong nhiều bệnh và được xác định là nguyên nhân của các bệnh trong lĩnh vực miễn dịch học, thần kinh học và đặc biệt là ung thư học. Trong các mô bị ảnh hưởng bởi ung thư, các khiếm khuyết trong hệ biểu sinh hầu như luôn luôn rõ ràng bên cạnh các khiếm khuyết trong trình tự DNA. Trong các khối u, một mô hình methyl hóa DNA bất thường thường được quan sát thấy. Quá trình metyl hóa có thể được tăng hoặc giảm. Cả hai đều có hậu quả sâu rộng đối với tế bào. Trong trường hợp tăng methyl hóa, tức là hypermethyl hóa, cái gọi là gen ức chế khối u có thể bị bất hoạt. Các gen ức chế khối u kiểm soát chu kỳ tế bào và có thể gây ra cái chết theo chương trình của tế bào bị tổn thương nếu sự thoái hóa tế bào sắp xảy ra. Nếu các gen ức chế khối u không hoạt động, các tế bào khối u có thể tăng sinh mà không bị cản trở. Trong trường hợp ghi nhãn không chính xác bởi các nhóm metyl, điều này còn được gọi là hiện tượng epimutation. Điều này dẫn đến sự mất ổn định của hệ gen. Một số chất gây ung thư đã được chứng minh là can thiệp vào quá trình methyl hóa trong tế bào. Những thay đổi trong mô hình metyl hóa khác với ung thư bệnh nhân đến bệnh nhân ung thư. Ví dụ, một bệnh nhân với gan ung thư có các mô hình metyl hóa khác với bệnh nhân tuyến tiền liệt ung thư. Các nhà nghiên cứu ngày càng có thể phân loại các khối u dựa trên các mô hình methyl hóa. Các nhà nghiên cứu cũng có thể cho biết khối u đã tiến triển đến đâu và tốt nhất, nó có thể được điều trị như thế nào. Tuy nhiên, việc phân tích methyl hóa DNA như một phương pháp chẩn đoán và điều trị vẫn chưa được phát triển đầy đủ, vì vậy sẽ phải mất vài năm trước khi các phương pháp này thực sự được sử dụng ngoài lĩnh vực nghiên cứu. Một căn bệnh rất cụ thể có nguồn gốc từ quá trình methyl hóa là hội chứng ICF. Nó được gây ra bởi sự đột biến trong DNA methyltransferase, enzyme kết nối các nhóm methyl với các nucleotide. Điều này dẫn đến sự methyl hóa DNA ở những người bị ảnh hưởng. Kết quả là nhiễm trùng tái phát do suy giảm miễn dịch. Ngoài ra, tầm vóc thấp và không thể phát triển mạnh có thể xảy ra.
