5metyylisytosiinia

5-metyylisytosiini (5mC) on DNA:n sytosiinin muokattu muoto, jossa metyyliryhmä kiinnittyy sytosiinin 5‑positioniin. Tämä muokkaus syntyy DNA-metylaation katalysoivien entsyymien, kuten DNMT1:n, DNMT3A:n ja DNMT3B:n, toiminnan tuloksena S-adenosylmetioniinista (SAM) metyylilähteenä. Yleisin kohde on CpG-dinukleotidien alueet, mutta myös ei-CpG-metylaatio esiintyy joidenkin solujen kehityksen aikana.

Toiminnallisesti 5mC on usein yhteydessä transkriptionaaliseen sääntelyyn. CpG-saarekkeiden metylaatio voi johtaa geenin ilmentymän vähenemiseen tai ilmaisun säätelyyn, ja se osallistuu genomisen imprintingin sekä X-kromosomin inaktivaation mekanismeihin. DNMT1 vastaa metyylien ylläpidosta semikonservatiivisessa DNA-synteesissä, kun taas DNMT3A ja DNMT3B vastaavat de novo -metylaatiosta uusissa DNA-merkinnöissä.

Dynamiikkansa puolesta 5mC voi muuttua demetylaatiossa. Passiivinen demetylaatio tapahtuu replikaation aikana, kun metyylit menettävät toimintansa. Aktiivinen demetylaatio tapahtuu TET-entsyymien välityksellä, jotka muuntavat 5mC:ä 5-hydroksimetyylisytosiiniin (5hmC), sitten 5-formyylisytosiiniin (5fC) ja 5-kaoksisytosiiniin (5caC), ja lopulta korvautuu basemuutoksen kautta tymiinillä. 5mC voi myös deamoidaatioon johtaa C>T-mutaationa, mikä vaikuttaa genomisen vakauden ja syövän mutaatiopatternien muodostumiseen.

Tutkimuksissa 5mC on keskeinen epigeneettinen merkki, jota hyödynnetään syövän ja ikääntymisen biomarkkereina. DNA-metylaation muutokset voivat esiintyä promootioalueiden hypermetylaatiossa sekä genomin laajassa hypometylaatiossa. Määritysmenetelmät vaihtelevat bisulfiittiseurannasta (bisulfite sequencing) erikoistuneisiin immunopresipitaatioihin ja mikroskooppisiin sekä sekvensointiin pohjautuviiin tekniikoihin.