Meccanismi di metilazione e demetilazione del DNA: enzimi e processi coinvolti

Metilazione delle citosine

Questa metilazione riguarda le citosine che si trovano nelle vicinanze dei promotori (ciò che viene riconosciuto realmente non è una sequenza del Dna ma il legame CitosinaFosfatoGuanina). Gli enzimi che intervengono in questo processo sono le metil-trasferasi (Dnmt) che hanno particolare affinità per le sequenze emi-metilate, tendono quindi a metilare il nuovo filamento che si è formato su uno stampo metilato. Oltre agli enzimi di mantenimento che sono proprio quelli che fanno si che un DNA metilato rimanga tale ci sono anche degli enzimi di novo, cioè che intervengono nella modificazione della metilazione. Cambiando la metilazione cambierà però indubbiamente anche il fenotipo biologico.

Funzione delle proteine TET

Le proteine TET sono coinvolte proprio nella riprogrammazione dell’attività biologica andando ad attivare un DNA precedentemente represso. Le Dnmts prendono i gruppi metilici dall’S-adenosilmetionina per trasferirlo poi alle citosine. Il meccanismo di azione delle TET non è immediato tanto quanto quello delle Dnmts perché sono coinvolti più intermedi di reazioni, in particolar modo degli accettori. Nello specifico l’ossigeno e l’alfa-ketoglutarato sono i substrati dell’enzima che vengono trasformati in succinato e CO2, mentre il gruppo metile non viene mai completamente rimosso ma a seconda di quante volte agisce TET si vengono a formare dei gruppi differenti che rendono comunque la citosina riconoscibile dai sistemi di riparo della cellula che faranno in modo di rimuoverla e sostituirla. Nella reazione è coinvolto anche il ferro che viene ossidato.

Demetilazione passiva

Un altro meccanismo di demetilazione è quello passivo, consiste semplicemente nell’assenza di metil-trasferasi di mantenimento che non andando ad aggiungere il metile in corrispondenza dello stampo emi-metilato è come se indirettamente agissero rimuovendo un metile.