Méthylation
Méthylation, le transfert d’un groupe méthyle (-CH3) à un composé organique. Les groupes méthyles peuvent être transférés par des réactions d’addition ou des réactions de substitution ; dans les deux cas, le groupe méthyle prend la place d’un atome d’hydrogène sur le composé. La méthylation peut être divisée en deux types fondamentaux : chimique et biologique.
La méthylation chimique est étudiée dans le domaine de la chimie organique, où le terme alkylation est utilisé pour définir l’ajout d’un groupe -CH3. L’alkylation est réalisée à l’aide de composés électrophiles ( » aimant les électrons « ) tels que le sulfate de diméthyle et l’iodométhane, qui réagissent par substitution nucléophile. Par exemple, des éthers peuvent être produits par méthylation d’alcoxydes, et des cétones peuvent être produites par méthylation d’énolates de cétone. Dans un autre type de méthylation chimique, connu sous le nom de méthylation Irvine-Purdie, les groupes hydroxyle sur les polysaccharides subissent une méthylation pour donner des monosaccharides.
La méthylation biologique se produit de diverses manières. Dans l’hérédité épigénétique, la méthylation peut se produire sous forme de méthylation de l’ADN ou de méthylation des protéines. Dans la méthylation de l’ADN, il y a une addition d’un groupe méthyle à un résidu de cytosine, ce qui fait que la cytosine devient de la 5-méthylcytosine. La méthylation de l’ADN se produit sur les sites CpG, c’est-à-dire les sites où une cytosine se trouve immédiatement devant une guanine. Ce type de méthylation contrôle l’expression ou l’activité des gènes. Dans la méthylation des protéines, un acide aminé lysine ou un résidu arginine est méthylé dans la réaction. L’arginine peut être méthylée une ou deux fois, et la lysine peut être méthylée une à trois fois. Les histones peuvent également être méthylées par une enzyme appelée histone méthyltransférase, qui transfère les groupes méthyles de la s-adénosyl méthionine à l’histone. La méthylation des protéines est également utilisée pour contrôler l’expression des gènes en activant ou désactivant un gène.
Les embryons eucaryotes subissent également une méthylation. L’ADN eucaryote est non méthylé de la fécondation au stade de huit cellules. Il subit ensuite une méthylation de novo du stade huit cellules à la morula, au cours de laquelle des informations épigénétiques sont modifiées et ajoutées au génome. La méthylation est terminée au stade de la blastula. Si la méthylation embryonnaire ne se produit pas, l’embryon meurt. La méthylation continue de se produire au cours du développement postnatal et joue un rôle important dans l’interaction entre l’expression des gènes et les facteurs environnementaux.
La méthylation joue également un rôle important dans la formation des tumeurs. Les tumeurs commencent par une hyperméthylation localisée anormale, une hypométhylation à l’échelle du génome et une expression accrue de l’ADN méthyltransférase. Les recherches montrent que l’hypométhylation à l’échelle du génome entraîne une augmentation des taux de mutation et une instabilité des chromosomes.
Les bactéries utilisent la méthylation comme un outil d’autodéfense. Les cellules bactériennes protègent leur ADN par la méthylation des bases adénine ou cytosine. L’ADN étranger qui pénètre dans la bactérie reste non méthylé et est donc susceptible d’être détruit par les enzymes de restriction de la bactérie.
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