Cos'è metilazione dna?
Metilazione del DNA
La metilazione del DNA è un processo biochimico che coinvolge l'aggiunta di un gruppo metilico (CH3) a una base di citosina (e raramente adenina) nel DNA. È un meccanismo epigenetico fondamentale che gioca un ruolo cruciale nella regolazione dell'espressione genica e nella stabilità del genoma.
Come avviene:
La metilazione del DNA è catalizzata da una famiglia di enzimi chiamati DNA metiltransferasi (DNMT). Nei mammiferi, le principali DNMT sono:
- DNMT1: è una metiltransferasi di "mantenimento" che replica i pattern di metilazione esistenti su un nuovo filamento di DNA durante la replicazione. Si lega preferenzialmente a DNA emimetilato (un filamento è metilato e l'altro no).
- DNMT3A e DNMT3B: stabiliscono nuovi pattern di metilazione e possono anche avere un ruolo nella demetilazione.
- DNMT3L: non ha attività catalitica intrinseca ma funge da cofattore per DNMT3A e DNMT3B.
Importanza biologica:
La metilazione del DNA ha diverse funzioni chiave:
- Regolazione dell'espressione genica: In generale, la metilazione nella regione promotrice di un gene è associata alla repressione genica. L'aggiunta di gruppi metilici può impedire il legame dei fattori di trascrizione o reclutare proteine che compattano la cromatina, rendendo il gene inaccessibile per la trascrizione. Per approfondire: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Regolazione%20dell'espressione%20genica
- Silenzamento dei trasposoni: La metilazione aiuta a silenziare elementi trasponibili (trasposoni), impedendo loro di muoversi nel genoma e causare mutazioni.
- Imprinting genomico: La metilazione è coinvolta nell'imprinting genomico, un processo in cui alcuni geni vengono espressi solo da una delle due copie parentali. Per approfondire: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Imprinting%20genomico
- Stabilità cromosomica: La metilazione del DNA contribuisce alla stabilità della cromatina e alla corretta segregazione dei cromosomi durante la divisione cellulare.
- Sviluppo: È essenziale per lo sviluppo embrionale normale e la differenziazione cellulare.
Metilazione del DNA e malattie:
Alterazioni nei pattern di metilazione del DNA sono state implicate in diverse malattie, tra cui:
- Cancro: Modifiche globali nella metilazione del DNA (ipometilazione globale e ipermetilazione di geni soppressori tumorali) sono comuni nei tumori. Per approfondire: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Cancro
- Malattie neurodegenerative: Alterazioni nella metilazione del DNA sono state associate a malattie come l'Alzheimer e il Parkinson.
- Malattie dello sviluppo: Sindromi come la sindrome di Rett e la sindrome di Angelman sono causate da difetti nei meccanismi di metilazione del DNA o da geni coinvolti in questo processo.
- Malattie cardiovascolari: La metilazione del DNA può influenzare l'espressione dei geni coinvolti nel metabolismo lipidico e nell'infiammazione, contribuendo al rischio di malattie cardiovascolari.
Tecniche per studiare la metilazione del DNA:
Diverse tecniche sono utilizzate per analizzare i pattern di metilazione del DNA, tra cui:
- Bisolfito di sodio: Converte le citosine non metilate in uracili, mentre le citosine metilate rimangono inalterate. Questo permette di distinguere tra le due forme tramite sequenziamento del DNA.
- Immunoprecipitazione della metilcitosina (MeDIP): Utilizza anticorpi per isolare il DNA metilato, che viene poi analizzato tramite microarray o sequenziamento di nuova generazione.
- Sequenziamento dell'intero genoma con bisolfito (WGBS): Fornisce una mappatura ad alta risoluzione della metilazione a livello dell'intero genoma.
La ricerca sulla metilazione del DNA continua a svelare la sua complessità e il suo ruolo centrale nella salute e nella malattia.