CpGdinukleotideissa

CpG dinukleotideissa, oftewel CpG dinucleotides in het Engels, zijn sequenties in DNA waarbij een cytosine (C) nucleotide direct wordt gevolgd door een guanine (G) nucleotide. Deze specifieke sequentie komt in het genoom van veel organismen voor, maar de frequentie ervan is significant lager dan wat je op basis van de algemene nucleotide samenstelling van het DNA zou verwachten. Dit komt voornamelijk doordat cytosine in CpG dinukleotiden vaak wordt gemethyleerd.

Methylering is een epigenetische modificatie waarbij een methylgroep aan de cytosinebase wordt toegevoegd. In veel eukaryotische genomen, inclusief dat van de mens, is deze methylering van CpG dinukleotiden een belangrijk mechanisme voor genregulatie. Ongeveer 70-80% van alle CpG dinukleotiden in het menselijk genoom is gemethyleerd.

Gemethyleerde CpG dinukleotiden spelen een cruciale rol in het onderdrukken van genexpressie. De methylgroep kan de binding van transcriptiefactoren aan het DNA verhinderen of methyl-CpG-bindende eiwitten rekruteren, die op hun beurt weer eiwitcomplexen activeren die de chromatine structuur compact maken en zo genen "stilzetten". Dit proces is essentieel voor cel differentiatie, de ontwikkeling van organismen en de instandhouding van genomische stabiliteit.

In de context van het immuunsysteem hebben CpG dinukleotiden ook een belangrijke functie. In bacteriën is het CpG-motief zeldzaam en bijna altijd ongemitigeerd, terwijl het in het vertebrate genoom juist vaak gemethyleerd is. Daarom worden ongemitigeerde CpG dinukleotiden in bacteriën door het immuunsysteem van gewervelden herkend als een teken van pathogene micro-organismen, wat leidt tot een immuunrespons. Deze eigenschap wordt benut in de ontwikkeling van vaccins en immuunmodulerende therapieën.