Jak wyłączyć gen?

Jak wyłączyć gen?

Metylacja (czym jest metylacja?) większości genów najczęściej prowadzi do wyłączenia ich ekspresji – białko kodowane przez zmetylowany gen przestaje być produkowane (w przypadku wyżej opisanego genu Igf2 było akurat odwrotnie). W jaki sposób przyłączenie grup metylowych do sekwencji regulatorowych genu powoduje wyciszenie aktywności tego genu?

Charakterystyka zmetylowanych sekwencji DNA

Wiadomo, że zmetylowane sekwencje DNA są rozpoznawane przez kilka specyficznych białek. Uważa się, że te białka przeszkadzają enzymom przeprowadzającym transkrypcję w przyłączeniu się do genu i w ten sposób hamują ekspresję genu. W zeszłym roku Eden i wsp. udowodnili, że białka rozpoznające zmetylowane DNA łączą się z enzymami przeprowadzającymi deacetylację histonów.

Histony są ważnym składnikiem nukleosomów, z których zbudowana jest chromatyna w komórkach eukariotycznych (patrz: Biologia komórki, Nukleosom). Histony rdzenne są białkami zasadowymi i zawierają dużo reszt lizyny – aminokwasu obdarzonego ładunkiem dodatnim. Lizyna silnie łączy się z ujemnie naładowaną cząsteczką DNA; to wiązanie utrudnia odwijanie DNA z rdzenia nukleosomu i rozpoczęcie transkrypcji. Przyłączenie grup acetylowych do reszt lizyny neutralizuje dodatni ładunek tych reszt aminokwasowych i ułatwia rozpoczęcie odczytywania informacji genetycznej.

Bioetyka a postęp nauki i medycyny.

Znany mechanizm

Metylacja DNA powoduje przyłączenie się białek rozpoznających zmetylowane DNA do genu. Te białka łączą się z enzymami przeprowadzającymi deacetylację histonów. Deacetylacja prowadzi do pojawienia się ładunków dodatnich na histonach rdzennych, silnego związania DNA z rdzeniami nukleosomów i zahamowania transkrypcji, czyli wyłączenia ekspresji genu.

Oba mechanizmy regulacji aktywności genów są znane już od dawna. Jednak dopiero teraz udowodniono, że metylacja DNA i deacetylacja histonów są ze sobą połączone w taki sposób, że zwiększenie metylacji genu bezpośrednio powoduje deacetylację nukleosomów tego genu i zatrzymanie transkrypcji.