Metilação de DNA

A metilação é um processo químico no qual um grupo metil é transferido de uma molécula para outra. No Metilação de DNA Um grupo metil acopla-se a uma determinada parte do DNA e, portanto, muda um bloco de construção do material genético.

O que é metilação de DNA?

Na metilação do DNA, um grupo metil se liga a certos nucleotídeos no DNA. O DNA, também conhecido como DNA ou ácido desoxirribonucléico, é o portador da informação genética. Com a ajuda das informações armazenadas no DNA, proteínas podem ser produzidas.

A estrutura do DNA corresponde à de uma escada de corda, em que os degraus da escada de corda são torcidos em forma de hélice, de modo que uma estrutura chamada de dupla hélice é criada. As partes laterais da escada de corda são feitas de resíduos de açúcar e fosfato. Os degraus da escada de corda representam bases orgânicas. As bases do DNA são adenina, citosina, guanina e timina.

Duas bases, cada uma conectada como um par, para formar um degrau de escada de corda. Cada um dos pares de bases é formado por duas bases complementares: adenina e timina, bem como citosina e guanina. Um nucleotídeo é uma molécula que é formada de um fosfato, um açúcar e um componente básico. Na metilação do DNA, enzimas especiais, as metiltransferases, anexam um grupo metil à base citosina. É assim que a metilcitosina é criada.

Função e tarefa

As metilação do DNA são consideradas marcadores que permitem à célula usar ou não certas áreas do DNA. Eles representam um mecanismo de regulação gênica, portanto, também poderiam ser chamados de interruptores liga e desliga, uma vez que na maioria dos casos a metilação de uma base impede uma cópia do gene em questão durante a transcrição do DNA.

A metilação do DNA garante que o DNA possa ser usado de maneiras diferentes sem que a própria sequência de DNA mude. A metilação cria novas informações sobre o genoma, ou seja, a composição genética. Fala-se de um epigenoma e do processo de epigenética. O epigenoma explica por que células diferentes podem gerar informações genéticas idênticas. Por exemplo, uma ampla variedade de tipos de tecido pode surgir de células-tronco humanas. Uma pessoa inteira pode até emergir de uma célula-ovo individual. O epigenoma da célula decide que forma e função ela assume. Os genes marcados mostram à célula o que fazer por ela. Uma célula muscular usa apenas as seções marcadas de DNA que são relevantes para seu trabalho. As células nervosas, as células do coração ou as células dos pulmões fazem o mesmo.

As marcações pelos grupos metil são flexíveis. Eles podem ser removidos ou movidos. Isso tornaria o segmento de DNA desativado anteriormente ativo novamente. Essa flexibilidade é necessária porque existe uma interação constante entre o genoma e o meio ambiente. A metilação do DNA absorve essas influências ambientais.

As metilação do DNA também podem ser estáveis ​​e são transmitidas de uma geração de células para a seguinte. Em um corpo saudável, apenas as células do baço podem se desenvolver no baço. Isso garante que o respectivo órgão possa cumprir suas tarefas.

As mudanças epigenéticas podem ser transferidas não apenas de uma célula para a próxima, mas também de uma geração para a seguinte. Por exemplo, os vermes herdam imunidade a certos vírus por meio da metilação do DNA.

Doenças e enfermidades

Alterações patológicas no epigenoma foram detectadas até agora em muitas doenças e identificadas como causadoras de doenças nas áreas de imunologia, neurologia e, em particular, oncologia.

Em tecidos afetados pelo câncer, quase sempre são encontrados defeitos na sequência de DNA e defeitos no epigenoma. Um padrão anormal de metilação do DNA é freqüentemente visto em tumores. A metilação pode ser aumentada ou diminuída. Ambos têm consequências de longo alcance para a célula. No caso de aumento da metilação, isto é, hipermetilação, os chamados genes supressores de tumor podem ser inativados. Genes supressores de tumor controlam o ciclo celular e podem desencadear a morte celular programada da célula danificada se houver ameaça de degeneração celular. Se os genes supressores de tumor estiverem inativos, as células tumorais podem se multiplicar sem impedimentos.

Com a metilação local reduzida (hipometilação), elementos prejudiciais do DNA podem ser ativados inadvertidamente. Se os grupos metila estiverem rotulados incorretamente, isso também é conhecido como epimutação. Isso leva a uma instabilidade do genoma.Foi demonstrado que algumas substâncias cancerígenas interferem no processo de metilação das células.

As mudanças nos padrões de metilação diferem de paciente com câncer para paciente com câncer. Por exemplo, um paciente com câncer de fígado tem níveis de metilação diferentes de um paciente com câncer de próstata. Dessa forma, os pesquisadores estão cada vez mais capazes de classificar os tumores com base em seu padrão de metilação. Os pesquisadores também podem ver o quanto o tumor progrediu e a melhor forma de tratá-lo. No entanto, a análise da metilação do DNA como método diagnóstico e terapêutico ainda não está totalmente desenvolvida, de forma que alguns anos se passarão antes que os métodos possam realmente ser usados ​​fora da área de pesquisa.

Uma doença muito especial que tem sua origem na metilação é a síndrome da CIF. Há uma mutação na DNA metiltransferase, a enzima que acopla os grupos metil aos nucleotídeos. Como resultado, há uma submetilação do DNA nas pessoas afetadas. A consequência são infecções recorrentes devido a uma deficiência imunológica. Além disso, podem ocorrer baixa estatura e falta de crescimento.