La metilación es un término usado en las ciencias químicas para denotar el accesorio o la substitución de un grupo metílico en los varios substratos . Este término es de uso general en química, la bioquímica, y las ciencias biológicas.
En bioquímica, la metilación refiere más específicamente al reemplazo de un átomo del hidrógeno con el grupo metílico.
En sistemas biológicos, la metilación es catalizado al lado de las enzimas que tal metilación se puede implicar en la modificación de los metales pesados, regulación de la expresión de gene, regulación de la función de la proteína, y el metabolismo del ARN. La metilación de los metales pesados puede también ocurrir fuera de los sistemas biológicos . La metilación química de las muestras de tejido es también un método para reducir los artefactos de coloración histológicos de cierto .
Metilación biológica
Epigenetics
La metilación que contribuye a la herencia epigenética puede ocurrir con la metilación de la DNA o la metilación de la proteína.la metilación de la DNA del en vertebrados ocurre típicamente en los sitios (sitios de CpG de la citosina-fosfato-guanina; es decir, donde una citosina es seguida directo por una guanina en la secuencia de la DNA); esta metilación da lugar a la conversión de la citosina al methylcytosine 5. La formación de mí-CpG es catalizado por el methyltransferase de la DNA de la enzima . Los sitios de CpG son infrecuentes en los genomas vertebrados pero se encuentran a menudo en una densidad más alta cerca de los promotores vertebrados del gene donde se refieren colectivamente como islas de CpG que el estado de la metilación de estos sitios de CpG puede tener un impacto importante en la actividad de gene/la expresión .
La metilación de la proteína del ocurre típicamente en la arginina o los residuos del aminoácido de la lisina en la secuencia de la proteína. La arginina se puede desnaturalizar una vez (arginina monomethylated) o dos veces, con ambos grupos metílicos en un nitrógeno terminal (arginina dimethylated asimétrica) o uno en ambos nitrogens (arginina dimethylated simétrica) por los methyltransferases (PRMTs) de Peptidylarginine. La lisina se puede desnaturalizar una vez, dos veces o tres veces por los methyltransferases de la lisina. La metilación de la proteína se ha estudiado mejor en las histonas la transferencia que las enzimas catalizan a los grupos metílicos de de la metionina de S-adenosyl a las histonas conocidas como histonas de los methyltransferases de la histona que se desnaturalicen en ciertos residuos puedan actuar el epigenético para reprimir o para activar el " gene" expresión. La metilación de la proteína es un tipo de la modificación Poste-de translación .
Desarrollo embrionario
En el desarrollo temprano (fertilización a la etapa de la célula 8), el genoma eucariótico es demethylated . De la etapa de 8 células al Morula, metilación de de novo del genoma ocurre, modificando y agregando la información epigenética al genoma. Por la etapa del Blastula, la metilación es completa. Este proceso se refiere como " " de reprogramación epigenético ;. La importancia de la metilación fue demostrada en mutantes del golpe de gracia sin methyltransferase de la DNA. Todos los embriones resultantes murieron en la etapa del morula.
Metilación en el desarrollo postnatal
La evidencia cada vez mayor está revelando un papel de la metilación en la interacción de factores ambientales con la expresión genética. Las diferencias en cuidado maternal durante los primeros 6 días de vida en la rata inducen patrones diferenciados de la metilación en algunas regiones y así la influencia del promotor de la expresión de gene (). Además, los procesos aún más dinámicos tales como señalización de Interleukin se han demostrado para ser regulados por la metilación ().
Metilación y cáncer
El patrón de la metilación se ha convertido en recientemente un asunto importante para la investigación. Los estudios han encontrado que en tejido normal, la metilación de un gene está localizada principalmente a la región de la codificación, que es pobres de CpG. En cambio, la región del promotor del gene unmethylated, a pesar de una alta densidad de las islas de CpG en la región.La neoplasia es caracterizada por el " imbalance" de la metilación; donde genoma - el hypomethylation ancho es acompañado por el hypermethylation localizado y un aumento en la expresión del methyltransferase de la DNA (1). El estado total de la metilación en una célula pudo también ser un factor de precipitación en carcinogénesis como la evidencia sugiere que el hypomethylation genoma-ancho pueda llevar a la inestabilidad del cromosoma y a las tarifas crecientes de la mutación (3). El estado de la metilación de algunos genes se puede utilizar como biomarker para el tumorigenesis . Por ejemplo, el hypermethylation del gene de la S-transferasa del glutatión de la pi-clase (GSTP1) aparece ser un indicador de diagnóstico prometedor del cáncer de próstata (2).
En cáncer, las dinámicas de silenciar genético y epigenético del gene son muy diferentes. La mutación genética somática lleva a un bloque en la producción de proteína funcional del alelo del mutante. Si una ventaja selectiva se confiere a la célula, las células se amplían clonally para dar lugar a un tumor en el cual todas las células carezcan la capacidad de producir la proteína. En cambio, el silenciar epigenético mediado del gene ocurre gradualmente. Comienza con una disminución sutil de la transcripción, fomentando una disminución de la protección de la isla de CpG contra la extensión de la heterocromatina que flanquea y de la metilación en la isla. Esta pérdida da lugar a aumentos graduales de los sitios individuales de CpG, que varían entre las copias del mismo gene en diversas células (6).
Metilación y defensa del huésped bacteriana
Además, la adenosina o la metilación de la citosina es parte del sistema de la modificación de la restricción de muchas bacterias . El bacteriano DNAs se desnaturaliza periódico a través del genoma. Un Methylase es la enzima que reconoce una secuencia específica y los metilatos una de las bases adentro o acerca a esa secuencia. DNAs extranjero (que no se desnaturalizan de este modo) que se introduce en la célula es degradado por las enzimas secuencia-específicas de la restricción que la DNA genomic bacteriana no es reconocida por estas enzimas de la restricción. La metilación de la DNA nativa actúa como clase de sistema inmune primitivo, permitiendo que las bacterias se protejan contra la infección por el bacteriófago o el bacteriófago. Estas enzimas de la restricción son la base de la prueba del polimorfismo (PTFR) de la longitud del fragmento de la restricción. Con esta técnica, los genetistas utilizan los varios Endonucleases bacterianos (enzimas de la restricción de la restricción) para partir la DNA en los sitios específicos para detectar los polimorfismos de la DNA, útiles para la huella dactilar genética y la ingeniería genética .
Metilación en química
considera también:
la alcohilación La metilación del término en la química orgánica refiere al proceso de la alcohilación usado para describir la entrega de un grupo de CH3. Esto se realiza comúnmente usar las fuentes metílicas '' electrofílicas '' de - Iodomethane, sulfato Dimethyl, carbonato Dimethyl, o menos comúnmente con el el más de gran alcance (y más peligroso) desnaturalizando los reactivo del triflate metílico o del fluorosulfonate metílico ( metilo mágico ), que todo reacciona vía la substitución nucleofílica SN2. Por ejemplo un carboxilaato se puede desnaturalizar en el oxígeno para dar un éster metílico, una sal RO&minus del alcóxido ; se puede desnaturalizar además para dar un éter, ROCH3, o un Enolate de la cetona se puede desnaturalizar en el carbón para producir una nueva cetona .
Alternativo, la metilación puede implicar el uso de los compuestos metílicos '' nucleofílicos '' de tales como methyllithium (CH3Li) o reactivo (CH3MgX) de Grignard. Por ejemplo, CH3Li desnaturalizará la acetona, agregando a través del carbonyl ( C=O ) para dar el alcóxido del litio '' tert '' - butanol:
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