Methyl hóa ADN là quá trình thêm nhóm methyl vào phân tử ADN. Sự methyl hóa làm thay đổi chức năng của ADN, điển hình là ngăn cản quá trình phiên mã, làm gen không biểu hiện được. Methyl hóa ADN cần thiết cho sự phát triển bình thường, gắn liền với một số quá trình quan trọng như in dấu gen, bất hoạt nhiễm sắc thể X, ức chế các yếu tố lặp và di truyền ung thư. Methyl hóa ADN ở vị trí cacbon số 5 của cytosine có ảnh hưởng đặc biệt đến việc giảm biểu hiện gen và được tìm thấy ở một số động vật có xương sống. Ở các tế bào soma trưởng thành (là các tế bào không có chức năng sinh sản trong cơ thể), sự methyl hóa ADN xảy ra trong cụm CpG( đoạn DNA có chứa nhiều Cytosine và Guanine); sự methyl hóa không ở cụm CpG chủ yếu xảy ra trong các tế bào gốc phôi và được tìm thấy trong sự phát triển thần kinh. Methyl hóa ADN có thể ảnh hưởng đến sự phiên mã của các gen theo hai cách: + Thứ nhất, sự tự methyl hóa của ADN có thể cản trở việc gắn protein phiên mã vào gen, + Thứ hai quan trọng hơn, ADN bị methyl hóa có thể bị gắn bởi các protein gọi là các protein methylCpGbinding (MBDs). Sau đó các protein MBD tiếp tục thu hút các protein khác gắn vào vị trí đó, như các enzym khử acetyl của histone và các protein tái cấu trúc nhiễm sắc thể biến đổi histone. Trong ung thư: Methyl hóa ADN là quá trình điều hòa quan trọng phiên mã gen và nhiều bằng chứng đã chứng minh rằng các gen có mức độ methyl hóa cao ở 5methylcytosine trong vùng promoter sẽ bị bất hoạt quá trình phiên mã. Methyl hóa ADN cần thiết trong quá trình phát triển phôi thai, và trong tế bào soma, các kiểu ADN methyl hóa thường được di truyền tới các tế bào con một cách chính xác. Khi so sánh với mô bình thường, các kiểu methyl hóa ADN khác thường – gồm methyl hóa ADN quá mức và methyl hóa ADN dưới mức có liên quan tới một số lượng lớn các khối u ác tính ở người. Methyl hóa ADN quá mức thường xảy ra ở các đảo CpG trong vùng promoter và liên quan tới sự bất hoạt gen. Sự methyl hóa dưới mức liên quan đến sự phát triển và tiến triển của bệnh ung thư thông qua những cơ chế khác nhau. Điển hình là sự methyl hóa quá mức của gen ức chế khối u và sự methyl hóa dưới mức của gen gây ung thư. Trong xơ vữa động mạch: Những biến đổi về di truyền ngoại gen như methyl hóa ADN có liên quan đến bệnh tim mạch, bao gồm cả xơ vữa động mạch. Các đa hình methyl hóa ADN có thể được sử dụng như một dấu chuẩn sinh học của bệnh xơ vữa động mạch vì chúng xuất hiện trước khi quan sát thấy các tổn thương, do đó có thể cung cấp một công cụ để phát hiện sớm và phòng ngừa bệnh. Hai trong số các loại tế bào đích có đa hình methyl hóa ADN là bạch cầu đơn nhân và tế bào lympho, đặc trưng cho methyl hóa dưới mức. Sự methyl hóa dưới mức của ADN ảnh hưởng đến gen làm thay đổi sự tăng sinh tế bào cơ trơn, gây rối loạn chức năng tế bào nội mô và tăng chất trung gian gây viêm, tất cả điều này đều quan trọng trong việc hình thành các tổn thương xơ vữa động mạch. Một gen trong bệnh xơ vữa động mạch cũng có sự biến đổi trạng thái methyl hóa là gen vận chuyển monocarboxylate (MCT3), mã hóa cho protein vận chuyển lactate và các thể xeton khác ra khỏi tế bào, bao gồm cả tế bào cơ trơn mạch máu. Ở những bệnh nhân xơ vữa động mạch, có sự tăng mức độ methyl hóa của các đảo CpG trong exon 2, làm giảm biểu hiện protein MCT3. Sự giảm biểu hiện của MCT3 làm suy yếu sự vận chuyển lactate, và làm tăng sự tăng sinh tế bào cơ trơn, cũng góp phần vào tổn thương xơ vữa động mạch.
Trang 1Methyl hóa ADN là quá trình thêm nhóm methyl vào phân tử ADN Sự methyl hóa làm thay đổi chức năng của ADN, điển hình là ngăn cản quá trình phiên mã, làm gen không biểu hiện được Methyl hóa ADN cần thiết cho sự phát triển bình thường, gắn liền với một số quá trình quan trọng như in dấu gen, bất hoạt nhiễm sắc thể X, ức chế các yếu tố lặp và di truyền ung thư Methyl hóa ADN ở vị trí cacbon số 5 của cytosine có ảnh hưởng đặc biệt đến việc giảm biểu hiện gen và được tìm thấy ở một số động vật có xương sống Ở các tế bào soma trưởng thành (là các tế bào không có chức năng sinh sản trong cơ thể), sự methyl hóa ADN xảy ra trong cụm CpG( đoạn DNA có chứa nhiều Cytosine và Guanine); sự methyl hóa không ở cụm CpG chủ yếu xảy ra trong các tế bào gốc phôi và được tìm thấy trong sự phát triển thần kinh
Methyl hóa ADN có thể ảnh hưởng đến sự phiên mã của các gen theo hai cách:
+ Thứ nhất, sự tự methyl hóa của ADN có thể cản trở việc gắn protein phiên mã vào gen, + Thứ hai quan trọng hơn, ADN bị methyl hóa có thể bị gắn bởi các protein gọi là các protein methyl-CpG-binding (MBDs) Sau đó các protein MBD tiếp tục thu hút các protein khác gắn vào vị trí đó, như các enzym khử acetyl của histone và các protein tái cấu trúc nhiễm sắc thể biến đổi histone
Trong ung thư: Methyl hóa ADN là quá trình điều hòa quan trọng phiên mã gen và nhiều
bằng chứng đã chứng minh rằng các gen có mức độ methyl hóa cao ở 5-methylcytosine trong vùng promoter sẽ bị bất hoạt quá trình phiên mã Methyl hóa ADN cần thiết trong quá trình phát triển phôi thai, và trong tế bào soma, các kiểu ADN methyl hóa thường được di truyền tới các tế bào con một cách chính xác Khi so sánh với mô bình thường, các kiểu methyl hóa ADN khác thường – gồm methyl hóa ADN quá mức và methyl hóa ADN dưới mức có liên quan tới một số lượng lớn các khối u ác tính ở người Methyl hóa ADN quá mức thường xảy ra ở các đảo CpG trong vùng promoter và liên quan tới sự bất hoạt gen Sự methyl hóa dưới mức liên quan đến sự phát triển và tiến triển của bệnh ung thư thông qua những cơ chế khác nhau Điển hình là sự methyl hóa quá mức của gen ức chế khối u và sự methyl hóa dưới mức của gen gây ung thư
Trong xơ vữa động mạch: Những biến đổi về di truyền ngoại gen như methyl hóa ADN
có liên quan đến bệnh tim mạch, bao gồm cả xơ vữa động mạch Các đa hình methyl hóa ADN
có thể được sử dụng như một dấu chuẩn sinh học của bệnh xơ vữa động mạch vì chúng xuất hiện trước khi quan sát thấy các tổn thương, do đó có thể cung cấp một công cụ để phát hiện sớm và phòng ngừa bệnh
Hai trong số các loại tế bào đích có đa hình methyl hóa ADN là bạch cầu đơn nhân và tế bào lympho, đặc trưng cho methyl hóa dưới mức Sự methyl hóa dưới mức của ADN ảnh hưởng đến gen làm thay đổi sự tăng sinh tế bào cơ trơn, gây rối loạn chức năng tế bào nội mô và tăng chất trung gian gây viêm, tất cả điều này đều quan trọng trong việc hình thành các tổn thương xơ vữa động mạch
Trang 2Một gen trong bệnh xơ vữa động mạch cũng có sự biến đổi trạng thái methyl hóa là gen vận chuyển monocarboxylate (MCT3), mã hóa cho protein vận chuyển lactate và các thể xeton khác ra khỏi tế bào, bao gồm cả tế bào cơ trơn mạch máu Ở những bệnh nhân xơ vữa động mạch, có sự tăng mức độ methyl hóa của các đảo CpG trong exon 2, làm giảm biểu hiện protein MCT3 Sự giảm biểu hiện của MCT3 làm suy yếu sự vận chuyển lactate, và làm tăng sự tăng sinh tế bào cơ trơn, cũng góp phần vào tổn thương xơ vữa động mạch