Metyyliryhmämodifikaatiot

Metyyliryhmämodifikaatiot viittaavat kovalenttisiin lisäyksiin tai poistoihin metyyliryhmiin, jotka ovat -CH3-ryhmiä, biomolekyyleissä, erityisesti proteiineissa ja nukleiinihapoissa. Nämä muutokset ovat keskeisiä epigeneettisen säätelyn mekanismeissa, jotka vaikuttavat geenien ilmentymiseen muuttamatta itse DNA-sekvenssiä.

Proteiineissa metylaatio tapahtuu tyypillisesti aminohappojen sivuketjuissa, yleisimmin lysiinin ja arginiinin typpiatomeissa. Näitä reaktioita katalysoivat metyylitransferaasientsyymit, ja metyyliryhmät siirretään usein S-adenosyylimetioniinista (SAM). Proteiinimetylointi voi vaikuttaa proteiinien toimintaan, vuorovaikutuksiin, lokalisointiin ja stabiiliuteen. Esimerkiksi histonien metylaatio on merkittävä tekijä kromatiinin rakenteen ja geenien transkription säätelyssä.

DNA:ssa metylaatio tapahtuu yleensä sytosiinin metyloitumisena, erityisesti CpG-dinukleotideissa, eli sytosiinin jälkeen tulevassa guaniinissa. Tämä DNA-metylaatio tapahtuu sytosiinin 5. hiiliatomiin ja sitä katalysoivat DNA-metyltransferaasi (DNMT) -entsyymit. DNA-metylaatio liittyy usein geenien hiljentämiseen, koska se voi estää transkriptiotekijöiden sitoutumisen tai houkutella metyyliryhmiä sitovia proteiineja, jotka puolestaan ​​muokkaavat kromatiinia transkription kannalta epäsuotuisaan muotoon.

Metyyliryhmämodifikaatiot ovat reversibelejä, ja niitä poistavat entsyymit, kuten demetyylaasit, mahdollistavat dynaamisen säätelyn. Nämä modifikaatiot ovat välttämättömiä monissa biologisissa prosesseissa, mukaan lukien kehitys, solujen erilaistuminen ja vaste ympäristön ärsykkeisiin. Epätasapaino metyyliryhmämodifikaatioissa on yhdistetty useisiin sairauksiin, kuten syöpään ja neurologisiin häiriöihin.