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DNA甲基化有什么作用

DNA甲基化有什么作用

DNA甲基化作用主要是DNA甲基转移酶以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体,将甲基转移至碱基特定结构上的过程。哺乳动物中90%的DNA甲基化修饰是由DNA甲基转移酶识别DNA的5'CG-3'序列(CpG),并将SAM的甲基转移至胞嘧啶C-5位上。

DNA 甲基化可引起基因组中相应区域染色质结构变化,使DNA 失去核酶ö限制性内切酶的切割位点, 以及DNA 酶的敏感位点,使染色质高度螺旋化,凝缩成团,失去转录活性。

5 位C 甲基化的胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶, 由此可能导致基因置换突变, 发生碱基错配: T2G, 如果在细胞分裂过程中不被纠正,就会诱发遗传病或癌症,而且生物体甲基化的方式是稳定的,可遗传的。

扩展资料:

DNA甲基化在基因表达调控、基因印记的维持、X染色体失活状态的维持、以及抑制转座子重复序列的转座等方面都有非常重要的作用。

而哺乳动物的胚胎发育起始于单个受精卵细胞,父母的表观遗传记忆信息(主要是DNA甲基化)需要在精子和卵细胞结合后被擦除,只保留特定的部分传递给下一代的个体。

基因组中DNA的甲基化模式是通过DNA甲基转移酶实现的。DNA甲基化酶分为2类,即维持DNA甲基化转移酶(Dnmtl或维持甲基化酶)和从头甲基化酶。根据序列的同源性和功能,真核生物DNA甲基化转移酶又分为4类:Dnmtl/METl、Dnmt2、CMTs和Dn-mt3。

DnmtliiMETl类酶参与CG序列甲基化的维持。CMTs类酶仅发现在植物中,主要特征是它的催化区T和Ⅳ包埋染色体的主区,并且特异性地维持CG序列的甲基化。Dnmt:3类酶在小鼠、人类和斑马鱼中得到鉴定。

Dnmt3a和Dnmt3b在未分化的胚胎干细胞中高度表达,但在体细胞中表达水平很低。它们的主要作用是从头甲基化,但对维持甲基化也起到一定的作用,并且负责重复序列的甲基化。

参考资料来源:百度百科-DNA甲基化

参考资料来源:百度百科-DNA甲基化作用

甲基化的甲基化的功能

甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰,调节基因的表达和关闭,与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关,是表观遗传学的重要研究内容之一。 最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。

DNA甲基化能关闭某些基因的活性,去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。研究证实,CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化导致了人体1/3由于碱基转换而引起的遗传病。DNA甲基化主要形成5-甲基胞嘧啶(5-mC)和少量的N6-甲基腺嘌呤(N6-mA)及7-甲基鸟嘌呤(7-mG)。在真核生物中,5-甲基胞嘧啶主要出现在CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。

DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase,DMT) 的催化下,以s-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体,将甲基转移到特定的碱基上的过程。DNA甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6位、鸟嘌呤的N-7位、胞嘧啶的C-5位等。但在哺乳动物中DNA甲基化主要发生在5’-CpG-3’的C上生成5-甲基胞嘧啶(5mC)

在哺乳动物中CpG以两种形式存在:一种是分散于DNA序列中;另一种呈现高度聚集状态,人们称之为CpG岛(CpG island)。在正常组织里,70%~90%散在的CpG是被甲基修饰的,而CpG岛则是非甲基化的。正常情况下,人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少,并且总是处于甲基化状态,与之相反,人类基因组中大小为100-1000bp左右,富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态,并且CpG岛常位于转录调控区附近,与56%的人类基因组编码基因相关,因此基因转录区CpG岛的甲基化状态的研究就显得十分重要。人类基因组序列草图分析结果表明,人类基因组CpG岛约为28890个,大部分染色体每1Mb就有5-15个CpG岛,平均值为每Mb含10.5个CpG岛,CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系。

DNA甲基化主要是通过DNA甲基转移酶家族来催化完成的。研究人员在真核生物中发现了3类DNA甲基转移酶(Dnmt1、Dnmt2、Dnmt3a、Dnmt3b).Dnmt1一种是维持性甲基化酶;Dnmt2可与DNA上特异位点结合,但具体作用尚不清楚;Dnmt3a和Dnmt3b是重新甲基化酶,它们使去甲基化的CpG位点重新甲基化,即参与DNA的从头甲基化。在哺乳动物的生殖细胞发育时期和植入前胚胎期,其基因组范围内的甲基化模式通过大规模的去甲基化和接下来的再甲基化过程发生重编程,从而产生具有发育潜能的细胞;在细胞分化的过程中,基因的甲基化状态将遗传给后代细胞。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系,特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题,DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。

组蛋白甲基化是指发生在H3和H4组蛋白N端Arg或Lys残基上的甲基化,由组蛋白甲基转移酶介导催化。组蛋白甲基化的功能主要体现在异染色质形成、基因印记、X染色体失活和转录调控方面。除了存在组蛋白甲基转移酶以外,还发现了去甲基化酶。先前人们认为组蛋白的甲基化作用是稳定而不可逆的,使这种去甲基化酶的发现使组蛋白甲基化过程更具动态性。

甲基化是用来做什么的,意义是什么?

温馨提示

从活性甲基化合物(如S-腺苷基甲硫氨酸)上催化其甲基转移到其他化合物的过程。可形成各种甲基化合物,或是对某些蛋白质或核酸等进行化学修饰形成甲基化产物。

甲基化是蛋白质和核酸的一种重要的修饰,调节基因的表达和关闭,与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关,是表观遗传学的重要研究内容之一。 最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。

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关于dna甲基化能引起染色结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因的表达。

DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,其主要功能是在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现。

具体来说,DNA甲基化的功能主要包括以下几点:

1.胎发育和细胞分化的调控:在胚胎发音过程中,DNA用基化起到了关键作用。例如,在胚植入前阶段,父源和母源基因组均发生去甲基化,随后在胚胎植入后立刻发生从头甲基化,从而建立最初的DNA甲基化模式。DNA甲基化对于原肠胚形成、案胚分化为三个胚层的过程以及细胞分化至关重要。

2.基因表达调控:DNA甲基化可以影响染色质结构和基因启动子区域的甲基化程度,进而调控基因的表达。甲基化程度的不同会导致基因表达的激活或抑制,从而影响生物体的生长发育和生理功能。

3.基因组稳定性维护:DNA甲基化有助于保持基因组稳定性。例如,在哺乳动物中,DNA甲基化可以抑制转座子的活性,防止其对基因组造成不稳定影响。同时,DNA甲基化还可以在细胞分裂过程中保持基因组的稳定性。

4.X染色体失活:在雌性动物中,DNA甲基化参与染色体失活过程,使两条染色体中的一条失去活性,从而使连锁基因的表达在两性之间达到平衡。

5.印基因表达:印记基因是一类单等位基因,即严格按照亲代来源表达其中一方的等位基因。DNA用基化在印记基因表达调控中起到关键作用,通过甲基化模式的变化,实现对基因表达的调控。

6.肿瘤抑制:DNA甲基化异常与许多肿瘤的发生发展密切相关。正常情况下,DNA甲基化可以抑制肿相关基因的表达,从而防止肿瘤的发生。然而,在肿瘤形成过程中,DNA用其化导常会导致肿瘤相关基因的表达失控,进而促进肿瘤的发展。

DNA甲基化在生物体的生长发育、生理功能调控以及基因组稳定性维护等方面发挥着重要作用。了解DNA用基化的功能和相关机制,对于揭示生命过程中的遗传调控以及疾病发生发展具有重要意义。

什么是甲基化,它有什么功能?

甲基化C碱基在基因组上的分布包含三种形式(CG, CHG和CHH,其中H代表A 或T或C碱基)。

就这个意思在植物中的甲基化分三种类型:CG,CHG,CHH,其中C是加上甲基的胞嘧啶,H是任何除了G之外的核苷酸残基。

这几种甲基化的不同在于它们建立,维护以及遗传的原理;而且它们在基因组调节过程中的作用不同,这样就会对机体的特性—或者称为表型产生不同的影响。

以前在几种不同植物中通过对全基因组范围的甲基化特性分析确认了许多可变的DNA甲基化区域。

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