Репрессоры специфически связываются с метилированными CpG

Идентифицированы репрессоры, которые специфически связываются с метилированными CpG. Эти репрессоры входят в состав хроматина и способны замещать гистон Н1 в нуклеосомах . Полагают, что в районе связывания репрессора струтура хроматина меняется благодаря тому, что репрессор входит в состав нуклеосомы. Эти измененные структуры более прочны и устойчивы к нуклеазам и репрессируют транскрипцию в районе метилирования ДНК, вытесняя из хроматина транскрипционные комплексы [ Kass ea 1997 ].

Связывание с хроматином белков, специфичных к метилированной ДНК приводит к привлечению гистон деацетилирующей активности и, таким образом, усиливает препятствия к инициации транскрипции. Область неактивного хроматина может начинать расширяться с места метилирования. В то же время метилирование ДНК в области после CpG островка в промоторе не блокирует транскрипцию.

Возникает парадокс метилирования: метилирование внутри транскрибируемой области корреллирует с активной транскрипцией, тогда как метилирование перед транскрибируемой областью, в промоторе, ингибирует транскрипцию. Выдвигают гипотезу, что транскрипция, проходящая через CpG облегчает его метилирование,

Метилирование днк, индукция мутаций и канцерогенез

Близость метильной и аминогрупп в результате метилирования цитозина ( рис. 6а ) приводит к нестабильности последней настолько, что 5-метилцитозин может подвергаться спонтанному дезаминированию даже при обычных условиях в результате тепловых флуктуаций [ Bird, ea 1995 , Antequera. ea 1993 , Мазин ea 1985 ]. В результате образуется тимин ( рис. 6б ), а в ДНК появляется дефект (неспаренные основания G-T), который индуцирует систему репарации. Поскольку тимин является таким же естественным основанием ДНК, как и остальные, и, следовательно, не распознается ферментами репарации как нечто чужеродное, то разрешение ситуации может быть двояким: восстановление последовательности дикого типа (т.е. пары G-C) или возникновение мутации (замена пары G-C на А-Т). Хотя ферменты репарации с большей вероятностью удаляют тимин и восстанавливают исходную последовательность, мутации, тем не менее, возникают очень часто. Именно нестабильностью 5-метилцитозина и, как следствие этого, многочисленными имевшими место на протяжении эволюции заменами пар G-C на А-Т объясняется относительно низкое содержание динуклеотида CpG в геноме человека. Онкологический аспект проблемы состоит в том, что нестабильность 5-метилцитозина приводит к многочисленным мутациям. Расчеты показывают, что за 1 сутки в каждой клетке человека происходит около 100 реакций дезаминирова-ния 5- метилцитозина, многие из которых приводят к заменам пар G-C на А-Т. О серьезности этого феномена свидетельствует, в частности, то обстоятельство, что из примерно 300 мутаций гена-супрессора р53 (главного, как полагают, хранителя целостности генома), зарегистрированных в опухолях человека разного происхождения, 25-30% относятся к мутациям описанного типа. Таким образом, спонтанный мутагенез (т.е. в отсутствие каких-либо экзогенных и эндогенных агентов, повреждающих ДНК) идет в клетках человека весьма активно и повреждает многие гены, в том числе и гены- супрессоры.

Ненормальное метилирование CpG островков в промоторах хорошо охарактеризованных генов-супрессоров, таких как гены, вовлеченные в возникновение наследственной ретинобластомы , ген болезни von-Hippel-Lindau , и ген супрессора р16 может вносить вклад в их функциональную инктивацию. При этом последовательность гена не меняется, но он перестает работать. Гены, ответственные за репарацию ДНК , например ген MLH1 , также часто супрессируются метилированием [ Jones ea 1999 ].