DNA Metilasyonu
Kromatin konformasyonundaki değişiklikler, gen ifadesinin düzenlenmesine yardım eden yollardan biridir. Gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynayan diğer bir önemli olay ise, DNA bazlarına metil grubunun eklenmesi ya da bu bazlardan metil grubunun ç›karılmasıyla ortaya çıkan kimyasal bir değişikliktir (Kass et al 1997). Birçok ökaryotik organizmanın DNA’sı, metil gruplarının enzim (DNA metiltransferaz) aracılığıyla bazlara eklenmesiyle replikasyondan sonra değiştirilir. Metillenme, DNA’daki CG çiftleri halinde bulunan sitozinlerden ve genellikle de her iki zincirde birden olur. Metilasyon, DNA dizisindeki guaninin önünde yerleşmiş sitozinlerin (CpG) 5. konumundaki karbonuna metil grubu bağlanması ile gerçekleşmekte ve bölgesel hipermetilasyon, promotor bölgede (gen ifadesini başlatan bölge) bulunan CpG adacıklarını etkileyerek genin aktivitesini durdurmaktadır. CpG adacıkları, sıklıkla promotor bölgeleri olarak işlev görürler ve ayrıca replikasyon başlangıç bölgeleri oldukları düşünülmektedir (Delgado et al 1998)
DNA Metilasyon
Metillenmenin gen ifadesinin düzenlenmesindeki rolü ile ilgili en kuvvetli bulgular baz anologları ile yapılan çalışmalardan elde edilmiştir. Bir baz anoloğu olan 5’-azasitidin nükleotiti, DNA’da sitozinin yerine girer ve bu molekül kimyasal olarak metillenemediği için, girdiği bölgelerde DNA’nın metillenmesi engellenir. 5’-azasitidinin DNA’ya katılması, gen ifadesi olayını değiştirir ve inaktif X kromozomu üzerindeki allellerin ifadesi uyarılır (Bird 2002).
DNA metilasyonu, DNA metil modifikasyon sistemi olarak adlandırılır. DNA metil transferaz enzimi tarafından genel bir metil donörü olarak bilinen S-adenozil metioninden bir metil grubunun alınıp transfer edilmesi esasına dayanır. Memeli hücrelerinde modifiye sitozin (5’-mC) %90 oranında CpG dinükleotid yapısında bulunur ve episitozin olarak adlandırılır. Episitozin denilmesinin sebebi epigenetik kalıtımda rol almasındandır. Özellikle somatik hücrelerde gen işlevleri üzerinde önemli etkiye sahiptir (Egger 2004).
DNA metilasyon değişiklikleri genellikle CpG (Sitozin fosfo Guanin) dinükleotidlerinde meydana gelir. CpG dinükleotidleri genellikle hedef noktalarıdır ve 1–2 kb uzunluğundadır. CpG adaları olarak adlandırılır. Genin içinde ya da genin promotor bölgesi yakınında ve genlerin 1.ekzon bölgelerinde yer alırlar. CpG adalarının genomda görülme sıklığı %5–10 arasındadır. Memelilerde metilasyon semi-konservatif şekilde kalıtılır. DNA metilasyonu 1948 yılında Hotchkiss tarafından ilk olarak keşfedilen epigenetik marker olmuştur (Patel 2003).
DNA Metilasyonu ile Gen İfadesinin Düzenlenmesi
Birçok ökaryotik organizmanın DNA’sı metil gruplarının enzim aracılığı ile bazlara ve şekerlere eklenmesi yoluyla, replikasyondan sonra değiştirilir yani post sentetik modifikasyondur (Cooper 1983). Bazların metillenmesi genellikle sitozinden olur ve belirli herhangi bir ökaryotik organizmanın sitozinlerinin yaklaşık %5’i metillenir. Ancak, metilasyon derecesi dokuya özgüdür ve %2’den %7’nin üzerine çıkacak şekilde değişiklik gösterir. Baz metilasyonunun gen ifadesini değiştirdiğinin ortaya çıkarılması, E.coli’nin lac operonu ile yapılan çalışmalarla ortaya konmuştur. Operatör bölgedeki
DNA’daki tek bir sitozinin metillenmesi bile, reseptörün operatöre olan ilgisinde fark edilebilir bir değişiklik meydana getirebilir. Sitozin 5’ucundan metillenir, böylece metil grubu DNA sarmalının büyük oluğundan dışarı çıkıntı yapar ve proteinlerin DNA’ya bağlanmasını etkiler. Metillenme, genellikle DNA’daki CG çiftleri halinde bulunan sitozinlerden ve genellikle de her iki zincirde birden olur (Michalowsky 1989).
