Méthylation de l'ADN

La méthylation est un processus chimique dans lequel un groupe méthyle est transféré d'une molécule à une autre molécule. dans le Méthylation de l'ADN Un groupe méthyle se couple à une certaine partie de l'ADN et modifie ainsi un élément constitutif du matériel génétique.

Qu'est-ce que la méthylation de l'ADN?

Dans la méthylation de l'ADN, un groupe méthyle se fixe à certains nucléotides de l'ADN. L'ADN, également appelé ADN ou acide désoxyribonucléique, est le vecteur de l'information génétique. À l'aide des informations stockées dans l'ADN, des protéines peuvent être produites.

La structure de l'ADN correspond à celle d'une échelle de corde, dans laquelle les montants de l'échelle de corde sont tordus de manière hélicoïdale, créant une structure dite à double hélice. Les parties latérales de l'échelle de corde sont fabriquées à partir de résidus de sucre et de phosphate. Les échelons de l'échelle de corde représentent des bases organiques, les bases de l'ADN sont l'adénine, la cytosine, la guanine et la thymine.

Deux bases se connectent chacune par paire pour former un échelon de corde. Les paires de bases sont formées chacune de deux bases complémentaires: l'adénine et la thymine ainsi que la cytosine et la guanine. Un nucléotide est une molécule formée à partir d'un phosphate, d'un sucre et d'un composant de base. Dans la méthylation de l'ADN, des enzymes spéciales, les méthyltransférases, attachent un groupe méthyle à la cytosine de base. C'est ainsi que la méthylcytosine est créée.

Fonction et tâche

Les méthylations de l'ADN sont considérées comme des marqueurs qui permettent à la cellule d'utiliser certaines zones de l'ADN ou de ne pas les utiliser. Ils représentent un mécanisme de régulation génique, on pourrait donc aussi les appeler interrupteur marche / arrêt, puisque dans la plupart des cas la méthylation d'une base empêche une copie du gène affecté lors de la transcription de l'ADN.

La méthylation de l'ADN garantit que l'ADN peut être utilisé de différentes manières sans que la séquence d'ADN elle-même ne change. La méthylation crée de nouvelles informations sur le génome, c'est-à-dire la constitution génétique. On parle d'épigénome et de processus d'épigénétique. L'épigénome explique pourquoi différentes cellules peuvent générer des informations génétiques identiques. Par exemple, une grande variété de types de tissus peut provenir de cellules souches humaines. Une personne entière peut même émerger de l'ovule individuel. L'épigénome de la cellule détermine la forme et la fonction qu'elle prend. Les gènes marqués montrent à la cellule ce qu'il faut faire pour cela. Une cellule musculaire n'utilise que les sections marquées d'ADN qui lui sont pertinentes pour son travail. Les cellules nerveuses, les cellules cardiaques ou les cellules des poumons font de même.

Les marquages ​​par les groupes méthyle sont flexibles. Ils peuvent être supprimés ou déplacés. Cela rendrait le segment d'ADN précédemment désactivé à nouveau actif. Cette flexibilité est nécessaire car il y a une interaction constante entre le génome et l'environnement. La méthylation de l'ADN prend ces influences environnementales.

Les méthylations de l'ADN peuvent également être stables et sont transmises d'une génération de cellules à l'autre. Dans un corps sain, seules les cellules spléniques peuvent se développer dans la rate. Cela garantit que l'organe concerné peut s'acquitter de ses tâches.

Les changements épigénétiques peuvent non seulement être transférés d'une cellule à l'autre, mais également d'une génération à l'autre. Par exemple, les vers héritent de l'immunité contre certains virus par méthylation de l'ADN.

Maladies et affections

Des modifications pathologiques de l'épigénome ont jusqu'à présent été prouvées dans de nombreuses maladies et identifiées comme la cause de maladies dans les domaines de l'immunologie, de la neurologie et, en particulier, de l'oncologie.

Dans les tissus affectés par le cancer, en plus des défauts de la séquence d'ADN, il y a presque toujours des erreurs dans l'épigénome. Un schéma anormal de méthylation de l'ADN est souvent observé dans les tumeurs. La méthylation peut être augmentée ou diminuée. Les deux ont des conséquences importantes pour la cellule. Avec une méthylation accrue, c'est-à-dire une hyperméthylation, les gènes dits suppresseurs de tumeur peuvent être inactivés. Les gènes suppresseurs de tumeur contrôlent le cycle cellulaire et peuvent déclencher la mort cellulaire programmée de la cellule endommagée en cas de menace de dégénérescence cellulaire. Si les gènes suppresseurs de tumeur sont inactifs, les cellules tumorales peuvent se multiplier sans entrave.

Avec une méthylation locale réduite (hypométhylation), des éléments ADN nocifs peuvent être activés par inadvertance. Dans le cas d'un marquage incorrect par les groupes méthyle, on parle également d'épimutation. Cela conduit à une instabilité du génome.Il a été démontré que certaines substances cancérigènes interfèrent avec le processus de méthylation dans les cellules.

Les changements dans les schémas de méthylation diffèrent d'un patient atteint de cancer à l'autre. Un patient atteint d'un cancer du foie, par exemple, a des méthylations différentes d'un patient atteint d'un cancer de la prostate. De cette façon, les chercheurs sont de plus en plus capables de classer les tumeurs en fonction de leur modèle de méthylation. Les chercheurs peuvent également voir dans quelle mesure une tumeur a progressé et comment la traiter au mieux. Cependant, l'analyse de la méthylation de l'ADN en tant que méthode diagnostique et thérapeutique n'est pas encore complètement développée, de sorte que quelques années s'écouleront avant que les méthodes puissent réellement être utilisées en dehors du domaine de recherche.

Une maladie très spéciale qui a son origine dans la méthylation est le syndrome ICF. Il existe une mutation dans l'ADN méthyltransférase, c'est-à-dire l'enzyme qui couple les groupes méthyle aux nucléotides. En conséquence, il y a une sous-méthylation de l'ADN chez les personnes touchées. Les conséquences sont des infections récurrentes dues à une déficience immunitaire. De plus, une petite taille et un retard de croissance peuvent survenir.