文档介绍：DNA ***化
叶睿
DNA***化基本原理
DNA***化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。
在DNA***转移酶(Dnmt)的催化下,以S一腺苷甲硫氨酸(SAM)为***供体,将***转移到DNA分子中特定碱基上的过程,最常见的是在胞嘧啶上形成5 ’***胞嘧啶。
DNA***化和CpG Islands
DNA***化能关闭某些基因的活性,去***化则诱导了基因的重新活化和表达。
CpG岛通常位于基因的启动子区或是第一个外显子区,是鸟嘌呤和胞嘧啶的富集区,只有CpG岛的胞嘧啶能够被***化。 CpG岛中的CpG位点通常是处于非***化状态,而在CpG岛外的CpG位点则通常是***化的。
近来研究发现DNA***化还发生在基因转录起始点上游2 kb左右称为“CpG岛岸”(CpG island shore)的区域,绝大部分组织特异性的DNA***化发生在“CpG岛岸”而非“CpG岛”区域。
DNA***化表观遗传机制
基因启动子区内CpG位点的***化可能通过3种方式影响该基因转录活性:
①DNA序列***化直接阻碍转录因子的结合
②***CpG结合蛋白(MBPs)结合到***化CpG位点,与其他转录复合抑制因子相互作用或招募组蛋白修饰酶改变染色质结构
③染色质结构的凝集阻碍转录因子与其调控序列的结合。
直接阻碍转录因子的结合
Ap-2、c-myc、myn、细胞AMP依赖活性因子CREB、E2F、 NF-KB ,所识别序列都含有CpG残基,这些部位一旦被***化,转录因子便不能再与此部位结合。
***CpG结合蛋白与转录抑制
MBPs能特异性结合***化CpG位点。MBPs包括MBD(methyl-CpG-binding domain)家族,MBD家族包括MBDl、MBD2、MBD3与MBD4。
MBDs往往以蛋白复合体的形式发挥作用。
抑制因子MeCP1(methyl cytosine binding protein1)与MeCP2_2 可以结合一些***化CpG残基。MeCP1可结合含有多重对称性甲
基化CpG位点的DNA,不结合半***化CpG位点。
DNA***化通过改变染色质结构抑制转录
现DNA序列的***化能够指导核心组蛋白H3H4的修饰以及连接组蛋白H1之间的连接作用,组蛋白H3与H4氨基端结构域中多个赖氨酸残基被乙酰化后,将会降低整个核小体对DNA的亲和力,还可以阻止或降低与转录或其调节有关蛋白质的相互作用。因此,***化可以通过染色质结构的改变阻断转录因子的通路使其处于稳定失活状态。