DNA的甲基化

原核生物DNA甲基化：6mA、4mC、5mC。

真核生物的DNA甲基化： 5mC，有些物种含有微量 6mA。

以下阐述仅限于5mC。

• 果蝇甲基化水平极低，酵母线虫完全不具甲基化。
• 甲基化可发生在CG\CHG\CHH上，H=G以外任意核苷酸。
• 动物和植物都以CG为主，但植物的CHG/CHH比动物更普遍。植物特有维持CHG的甲基化酶，故植物的CHG很多。

• CpG释疑
  • 哺乳动物的CpG含量：低于预期
  • CpG甲基化程度：高（70%~80%）
  • CpG岛中甲基化程度：低

DNA甲基转移酶

有两类甲基化酶，一类是把半甲基化位点变为全甲基化位点的维持性甲基化酶，一类是把没有甲基化的位点变为甲基化位点的从头甲基化酶。

DNMT1

维持性甲基化酶。

DNMT2/TRDMT1

不是DNA甲基化酶，而是tRNA甲基化酶。

DNMT3a、DNMT3b

从头甲基化酶。

DNMT3c

从头甲基化酶。原以为是一个假基因，现在发现其可以表达，功能是在精子发育过程中抑制转座子。

甲基化的功能

启动子的甲基化如何抑制转录？

• 甲基本身就能抑制转录因子的结合——甲基位于大沟
• 甲基结合了别的蛋白，这些蛋白抑制了转录因子的结合

基因内部的甲基化如何促进转录？

• 长期以来不甚清楚。
• 缺乏基因内部甲基化导致RNAPⅡ在基因内部起始转录，内部甲基化可能有助于避免非正常转录物产生从而促进转录。

哺乳动物的甲基化还有哪些功能？

• 胚胎发育和细胞分化
• 印记基因
• X染色体失活
• 抑制逆转座子

癌症的甲基化特点：全基因组低甲基化，局部(如CpG岛)高甲基化。

DNA去甲基化

去甲基化的方式

• 被动去甲基化：不进行维持性甲基化，随着DNA的复制，最初的甲基很快被稀释在DNA中，甲基化水平即降低。
• 主动去甲基化
  • Tet-TDG氧化去甲基化
    • 5mC→5hmC→5fC→5caC，催化这些反应的是Tet
    • 胸腺嘧啶糖苷酶TDG可以切除5fC、5caC，留下AP位点，进行BER修复，5mC即被C替换
  • Tet其他去甲基化途径
  • 不依赖Tet的去甲基化途径