文档介绍：DNA***化DNA***化DNA***化(DNAmethylation)是最早发现的修饰途径之一,大量研究表明,DNA***化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而控制基因表达。含义:在***转移酶的催化下,DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加***,形成5-***胞嘧啶,这常见于基因的5'-CG-3'序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的***化胞嘧啶,主要集中在基因5'端的非编码区,并成簇存在。***化位点可随DNA的复制而遗传,因为DNA复制后,***化酶可将新合成的未***化的位点进行***化。DNA的***化可引起基因的失活,DNA***化导致某些区域DNA构象变化,从而影响了蛋白质与DNA的相互作用,***化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡,由于Z-DNA结构收缩,螺旋加深,使许多蛋白质因子赖以结合的原件缩入大沟而不利于转录的起始,导致基因失活。另外,序列特异性***化结合蛋白(MBD/MeCP)可与启动子区的***化CpG岛结合,阻止转录因子与启动子作用,从而阻抑基因转录过程。DNA***化主要形成5-***胞嘧啶(5-mC)和少量的N6-***腺嘌呤(N6-mA)及7-***鸟嘌呤(7-mG)结构基因:含有很多CpG结构,2CpG和2GPC中两个胞嘧啶的5位碳原子通常被***化,且两个***集团在DNA双链大沟中呈特定三维结构。基因组中60%~90%的CpG都被***化,未***化的CpG成簇地组成CpG岛,位于结构基因启动子的核心序列和转录起始点。有实验证明超***化阻遏转录的进行。DNA***化可引起基因组中相应区域染色质结构变化,使DNA失去核酶ö限制性内切酶的切割位点,以及DNA酶的敏感位点,使染色质高度螺旋化,凝缩成团,失去转录活性。5位C***化的胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶(C-T转换),由此可能导致基因置换突变,发生碱基错配,如果在细胞分裂过程中不被纠正,就会诱发遗传病或癌症。酶的分类:动物中DNA***转移酶有两种:1)DNMT1,持续性DNA***转移酶——作用于仅有一条链***化的DNA双链,使其完全***化,可参与DNA复制双链中的新合成链的***化,DNMT1可能直接与HDAC(组蛋白去乙酰基转移酶)联合作用阻断转录;2)DNMT3a、移酶可能参与细胞生长分化调控,其中DNMT3b在肿瘤基因***化中起重要作用。去***化有两种方式:1)被动途径:由于核因子NF粘附***化的DNA,使粘附点附近的DNA不能被完全***化,从而阻断DNMT1的作用;2)主动途径:是由去***酶的作用,将***基团移去的过程。在DNA***化阻遏基因表达的过程中,***化CpG粘附蛋白起着重要作用。虽然***化DNA可直接作用于***化敏感转录因子E2F、CREB、AP2、CMycöMyn、NF2KB、Cmyb、Ets,使它们失去结合DNA的功能从而阻断转录,但是,***化CpG粘附分子可作用于***化非敏感转录因子(SP1、CTF、YY1),使它们失活,从而阻断转录。人们已发现5种带有恒定的***化DNA结合域(MBD)的***化CpG粘附蛋白。其中MECP2、MBD1、MBD2、MBD3参与***化有关的转录阻遏;MBD1有糖基转移酶活性,可将T从错配碱基对TöG中移去,MBD4基因的突变还与线粒体不稳定的肿瘤发生有关。在MBD2缺陷的小鼠细胞中,不含MECP1复合物,不能有效阻止***化基因的表达。这表明***化CpG粘附蛋白在DNA***化方式的选择,以及DNA***化与组蛋白去乙酰化、染色质重组相互联系中的有重要作用。哺乳动物一生中DNA***化水平经历2次显著变化,第一次发生在受精卵最初几次卵裂中,去***化酶清除了DNA分子上几乎所有从亲代遗传来的***化标志;第二次发生在胚胎植入子宫时,一种新的***化遍布整个基因组,***化酶使DNA重新建立一个新的***化模式。细胞内新的***化模式一旦建成,即可通过***化以“***化维持”的形式将新的DNA***化传递给所有子细胞DNA分子。1概述DNA中碱基的化学修饰近年来一直是生命科学领域研究的热点之一。其中,胞嘧啶第5位碳原子上的***化动态修饰研究得较为深入。早在上世纪中叶,科学家就发现DNA胞嘧啶可以被***化修饰,修饰之后的碱基称为“5-***胞嘧啶(5-methylcytosine)”,简称为5mC。后来,又陆续发现了发生在同一个碳原子上的其它修饰,并且这些修饰之间可以相互转化(如图1所示)。图1 (本图取自Wu,,ReversingDNAmethylation:mechanisms,genomics,,(1-2):-68)如上图所示,C可以被DNMT(D