methylatie

Methylatie is een chemische reactie waarbij een methylgroep (-CH3) aan een molecuul wordt toegevoegd. In de biologie vindt methylatie doorgaans plaats via enzymen die methyltransferasen worden genoemd, met S-adenosylmethionine (SAM) als donor van de methylgroep.

DNA-methylatie houdt in dat een methylgroep wordt toegevoegd aan cytosine, meestal in CpG-dinucleotiden. Bij veel organismen beïnvloedt dit de genexpressie en speelt het een rol bij ontwikkeling en imprinting. In bacteriën komt ook adenine-methylatie voor en heeft het functies in restrictie-modificatiesystemen en regulatie van transcriptie. Histonmethylatie omvat het toevoegen van methylgroepen aan lysine- of arginine-residuën van histonen, wat de chromatinestructuur en zo de genexpressie reguleert.

Functie van methylatie ligt in epigenetische regulatie: het verandert hoe genetische informatie wordt gelezen zonder de DNA-sequentie te wijzigen. Het draagt bij aan ontwikkeling, weefselspecifieke expressie, imprinting en X-inactivatie, en helpt bij het behoud van celidentiteit.

Mechanismen en reversibiliteit: DNA-methyltransferases zoals DNMT1, DNMT3A en DNMT3B katalyseren methylatie. Demethylatie kan actief plaatsvinden via TET-enzymen die 5-methylcytosine oxideren, wat uiteindelijk tot verwijdering leidt, of passief tijdens DNA-replicatie. Zo is methylatie een dynamisch en omkeerbaar proces.

Detectie en Klinische relevantie: methylatiepatronen worden onderzocht met bisulfietbehandeling gevolgd door sequencing of andere detectiemethoden. Atypische methylatie-Patronen zijn geassocieerd met kanker en andere ziekten; epigenetische therapieën richten zich op methyltransferasen of demethylase-activiteiten. Methylatie speelt daarnaast een rol in metabolisme via de folaatcyclus en methioninehuishouding.