Metylaatiot

Metylaatiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa metyyliryhmä (CH3) siirretään yhdistelmään tai molekyyliin. Biologisessa kontekstissa termi viittaa usein SAMin (S-adenosylmetioniinin) välittämään metyyliryhmän siirtoon. Metylaatioita tapahtuu lukuisissa molekyyleissä, kuten DNA:ssa, proteiineissa, RNA:ssa sekä pienmolekyylien biosynteesissä. Tavanomaisena mekanismina toimivat metyylitransferaasit, joita on useita eri alaluokkia solun kontekstin mukaan.

DNA-metylaatio on yksi tunnetuimmista ja tutkituimmista metylaation muodoista. Se muodostuu usein CpG-esineissä 5-metyylisytosiineiksi ja vaikuttaa gen expressionaaliseen säätelyyn, genimprinttiin ja X-kromosomin inaktivaation mekanismeihin. Histoneiden metylaatiossa metyyliryhmä lisätään histonien aminohappojen, kuten lysiinien ja arginiinien, sivuketjuihin, mikä vaikuttaa kromatiinin pakkautumiseen ja geenin ilmentymiseen. RNA-metylaatioon kuuluu muun muassa N6-metyyladenosiinin (m6A) merkitys RNA:n stabiilisuudelle ja käännökselle.

Metylaatiovirroilla on keskeinen rooli kehityksessä, solujen erilaistumisessa sekä genomisen vakauden ylläpidossa. Metylaatioon vaikuttavat metaboliset reitit, kuten one-carbon -metabolia ja SAMin saatavuus, sekä demetylaatioireaktiot, joita hoitavat entsyymit kuten TET- ja demetylaasit (esim. FTO, ALKBH5).

Tutkimuksessa metylaatioita kartoitetaan useilla tekniikoilla, kuten bisulfiittisekvensoinnilla DNA-metylaation määrittämiseksi, sekä MeDIP-seq, RRBS ja ChIP-seq histonemetylaatioiden tutkimiseksi. Metylaatioiden epänormaalit kuviot liittyvät usein sairauksiin, kuten syöpään ja perinnöllisiin häiriöihin, mutta niiden kokonaismerkitys ja konteksti vaihtelevat solutyypin mukaan.