基因启动子甲基化在基因表达调控和细胞分化中的意义

Question

基因启动子甲基化在基因表达调控和细胞分化中的意义

Answer 1

DNA甲基化在表观遗传学领域还是一个比较热的题目,如果真想很好的了解,可去pubmed找两篇review认真看看.以下是简单的介绍：
DNA甲基化是指生物体在DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase,DNMT) 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、胞嘧啶的N -4位、鸟嘌呤的N -7位或胞嘧啶的C-5位等.但在哺乳动物,DNA甲基化主要发生在5’-CpG-3’的C上,生成5-甲基胞嘧啶(5mC) .人类的CpG以两种形式存在,一种是分散于DNA 中,另一种是CpG结构高度聚集的CpG岛.在正常组织里,70 %～90 %的散在的CpG是被甲基修饰的,而CpG岛则是非甲基化的.
一般来 说,DNA甲基化与基因表达呈负相关.不仅启动子区高甲基化与基因表达呈负相关,基因内部的甲基化与基因表达也存在着弱的负相关,而启动子区低甲基化与转 录活性正相关.因此,DNA甲基化是调控基因表达的重要机制,也是一些遗传病以及肿瘤发生的重要机制.
使DNA甲基化的DNMT有两种：DNMT1, 持续性DNA 甲基转移酶,作用于仅有一条链甲基化的DNA 双链, 使其完全甲基化, 可参与DNA 复制双链中的新合成链的甲基化,DNM T1 可能直接与HDAC (组蛋白去乙酰基转移酶) 联合作用阻断转录；DNMT3a和DNMT3b,从头甲基转移酶, 它们可甲基化CpG, 使其半甲基化, 继而全甲基化.从头甲基转移酶可能参与细胞生长分化调控, 其中DNM T3b在肿瘤基因甲基化中起重要作用.