Metilación

La metilación química se estudia en el área de la química orgánica, donde el término alquilación se utiliza para definir la adición de un grupo -CH3. La alquilación se lleva a cabo utilizando compuestos electrófilos («amantes de los electrones») como el sulfato de dimetilo y el yodometano, que reaccionan en una sustitución nucleófila. Por ejemplo, los éteres pueden producirse por metilación de alcóxidos, y las cetonas pueden producirse por metilación de enolatos de cetona. En otro tipo de metilación química, conocida como metilación de Irvine-Purdie, los grupos hidroxilo de los polisacáridos se someten a metilación para dar lugar a monosacáridos.

La metilación biológica se produce de varias maneras. En la herencia epigenética, la metilación puede ocurrir como metilación del ADN o metilación de proteínas. En la metilación del ADN, se produce una adición de un grupo metilo a un residuo de citosina, lo que hace que la citosina se convierta en 5-metilcitosina. La metilación del ADN se produce en los sitios CpG, es decir, en los sitios en los que una citosina está inmediatamente delante de una guanina. Este tipo de metilación controla la expresión o la actividad de los genes. En la metilación de las proteínas, se metila un aminoácido de lisina o un residuo de arginina en la reacción. La arginina puede ser metilada una o dos veces, y la lisina puede ser metilada de una a tres veces. Las histonas también pueden ser metiladas por una enzima llamada histona metiltransferasa, que transfiere grupos metilo de la s-adenosilmetionina a la histona. La metilación de las proteínas también se utiliza para controlar la expresión de los genes, activando o desactivando un gen.

Los embriones eucariotas también sufren metilación. El ADN eucariota no está metilado desde la fecundación hasta el estadio de ocho células. A continuación, se somete a una metilación de novo desde la fase de ocho células hasta la mórula, durante la cual la información epigenética se modifica y se añade al genoma. La metilación se completa en el estadio de blástula. Si no se produce la metilación embrionaria, el embrión muere. La metilación continúa ocurriendo en el desarrollo postnatal y juega un papel importante en la interacción de la expresión génica y los factores ambientales.

La metilación también juega un papel importante en la formación de tumores. Los tumores comienzan con una hipermetilación localizada anormal, una hipometilación en todo el genoma y un aumento de la expresión de la ADN metiltransferasa. Las investigaciones demuestran que la hipometilación en todo el genoma conduce a un aumento de las tasas de mutación y a la inestabilidad de los cromosomas.

Las bacterias utilizan la metilación como herramienta de autodefensa. Las células bacterianas protegen su ADN mediante la metilación de las bases de adenina o citosina. El ADN extraño que entra en la bacteria permanece sin metilar y, por tanto, es propenso a ser destruido por las enzimas de restricción de la bacteria.