Deoksiribonukleiinihapon tai DNA: n metylaation tarkoitus on muuttaa geenien ilmentymistapaa organismissa. Metyloiva DNA on olennainen osa monimutkaisten ja korkeamman tason organismien kehitystä, mutta sitä käyttävät myös sekä eukaryoottiset että prokaryoottiset solut. Tärkein tehtävä on mahdollistaa eri solujen toiminnan erottaminen toisistaan.
DNA on nukleiinihappoketju, joka sisältyy eukaryoottisolun ytimeen ja irtoaa prokaryoottisolun sisällä. Se koostuu kahdesta pitkästä polymeeriketjusta, jotka sisältävät tietyn aminohapposekvenssin. Solun käyttämä sekvenssi on suunnitelma solun geneettisestä rakenteesta. Geneettinen koodaus määrittää kaikkien solujen rakenteen ja toiminnan.
DNA -metylaatio on prosessi, johon liittyy metyyliryhmän lisääminen DNA -ketjuun. Tämä metyyliryhmä on hiilivetyryhmä, jota tavallisesti esiintyy orgaanisissa yhdisteissä. Se saapuu kolmeen erittäin reaktiiviseen muotoon: anionit, kationit ja radikaalit. Tutkijoiden on vaikea havaita näitä kolmea muotoa, koska ne ovat erittäin reaktiivisia, joten niitä esiintyy harvoin erillisenä kokonaisuutena.
Nisäkkäillä DNA -metylaatio tapahtuu, kun metyyliryhmä kiinnittyy johonkin kahdesta paikasta. Ensimmäinen sijainti on viides hiili sytosiinipyrimidiinirenkaassa. Toinen sijainti on adeniinipuriinirenkaan kuudes typpi. Kaikki muutokset, joita metylaatio tekee DNA: han, peritään solunjakautumisen aikana. Solujen jakautuminen tapahtuu, kun yksi solu kopioi tiedot ja jakautuu sitten kahteen yhtä suureen uuteen soluun.
DNA -metylaation tarkoitus nisäkkäillä ja monilla muilla eläimillä on varmistaa normaali kehitys. Tämä sisältää ilmiöitä, kuten genomin painatus ja x-kromosomin inaktivointi. Suurin osa prosessista tapahtuu sikiön kehityksen aikana.
Kasveilla on yhteensä kolme metylaatiopistettä sytosiinialueella. Monet metylaation vaikutuksista ovat samanlaisia kasvien ja nisäkkäiden välillä. Toisaalta sienillä on yleensä enemmän vaihtelua. Kehittyvien sienien sisällä tapahtuvan metylaation määrä riippuu kyseisestä lajista. Esimerkiksi panimohiivassa on hyvin vähän metylaatiomääriä.
Epänormaali DNA -metylaatio on tärkein syy syöpäsolujen kehittymiseen. Tämä tapahtuu, kun metyyliryhmän lisääminen DNA: han aiheuttaa genomien virheellisen ohjelmoinnin. Tällainen epänormaali jälki voi myös olla perinnöllisten sairauksien ja tilojen syy.
DNA -metylaation havaitsemiseksi on olemassa useita tieteellisiä menetelmiä. Näihin menetelmiin kuuluvat koko genomin bisulfiittisekvensointi ja määritykset, kuten HELP, joka tarkoittaa HpaII: n pienen fragmentin rikastamista ligaatiovälitteisellä PCR: llä ja ChIP-on-chip. Tiedemiehet voivat myös käyttää rajoituksen maamerkkiä, mutta tämä on vaikea ja monimutkainen prosessi, ja sitä käytetään harvoin.