Геном: значение метилирования
Общей чертой генома человека является то, что in vivo значительная доля цитозиновых остатков в молекуле ДНК метилирована, т.е. находится в форме 5-метилдезоксицитидина. Экспериментальное изучение характера метилирования основано на сопоставлении рестрикционных фрагментов, образующихся после обработки ДНК эндонуклеазами, для которых сайты узнавания одинаковы и содержат в своем составе цитозин, но действуют эти ферменты по-разному, в зависимости от того, находится ли это основание в метилированном состоянии или нет. В частности, рестриктазы Mspl и HpaII узнают последовательность ССGG, но, в отличие от Mspl, HpaII не расщепляет ДНК в тех сайтах, где внутренний СрG-динуклеотид метилирован. Некоторые сегменты генома, особенно это относится к повторяющимся последовательностям, полностью метилированы в местах 5'-ССGG-3' и частично метилированы в 5'-GСGС-3' - сайтах рестрикции для Hhal. В других сегментах наблюдается характерный рисунок частичного метилирования в 5'-ССGG-3' последовательностях [ Behn-Krappa A. et al., 1991 ].
Различные индивидуумы, независимо от их этнического происхождения, практически не различаются по характеру метилирования ДНК в одних и тех же типах тканей, тогда как в процессе онтогенетической дифференцировки происходят значительные изменения рисунков метилирования. В перевиваемых культурах клеток опухолевого происхождения число метилированных сайтов резко уменьшено.
Высказано предположение о наличии прямой связи между метилированием ДНК и состоянием генетической активности в клетках.
Существует класс белков, которые специфическим образом связываются с метилированными участками ДНК, делая их недоступными для действия ряда ферментов, в том числе, возможно, и для полимераз. Получено много прямых экспериментальных доказательств роли метилирования ДНК в инактивации эукариотических промоторов, а значит, и в регуляции активности генов. Напротив, гипометилирование промоторной области генов, в особенности СрG-островков , как правило, свидетельствует о функциональной активности генов. Показано, что необычные структуры в молекуле ДНК, как и экзогенная ДНК, встроившаяся в процессе генетической трансформации, нередко подвергаются метилированию.
Известно, что метилирование играет важную роль в инактивации Х-хромосомы у самок, в регуляции экспрессии генов в процессе развития, а также непосредственно вовлечено в феномен хромосомного (геномного) импринтинга , связанного с различной пенетрантностью некоторых аллелей в зависимости от их происхождения, т. е. прохождения через материнский или отцовский гаметогенез [ Баранов B.C., 1991 ].
