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1、中国农业科技导报,2009,11(1):33-39JournalofAgriculturalScienceandTechnologyDNA甲基化作用的生物学功能郑小梅,伍宁丰(中国农业科学院生物技术研究所,北京100081)摘要:DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。其功能主要可归结为以下4个方面:维持基因组遗传物质的稳定性,调控基因的表达,建立表观遗传模式以及参与细胞及胚胎的形态建成。关键词:DNA甲基化;DNA甲基转移酶;表观遗传;印迹基因;X-染色体
2、失活中图分类号:Q754文献标识码:A文章编号:100820864(2009)0120033207BiologicalFunctionofDNAMethylationZHENGXiao2me,iWUNing2feng(BiotechnologyResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China)Abstract:DNAmethylation,asonekindofmodificationwayofDNAsequences,isanimportantepigenetic
3、mecha2nism.Itcanregulatetheexpressionofmanyvitalgeneswhilethebasecompositionsofthesegenesdonotchange,thereforeDNAmethylationisveryimportanttothegrowthanddevelopmentoforganism.Inthispaper,wesumma2rizedtherulesofDNAmethylationintofouraspects,asfollows:maintainingthestabilityofgeneticinf
4、ormationinge2nomes;regulatingtheexpressionofgenes;establishingepigeneticpatternsandparticipatinginthedevelopmentofembryos.Keywords:DNAmethylation;DNAmethyltransferases;epigenetics;imprintinggenes;X2chromosomeinactivationDNA甲基化作用(DNAmethylation)是在基化来控制基因的表达,使基因可在自身需要时DNA甲基转移酶(DNAmethyl
5、transferase,Dnmt)表达,不需要时关闭表达,这样植物就能在不同的的催化下,以S-腺苷甲硫氨酸(S2adenosyl2methi2环境条件、不同的发育阶段调控基因的时空表达。onine,SAM)为甲基供体,将甲基(-CH3)转移到DNA分子中特定碱基上的过程,最常见的是在胞1DNA甲基化模式与DNA甲基化相关[1]嘧啶上形成5c甲基胞嘧啶。DNA甲基化作为的酶DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调1.1DNA甲基化模式节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。DNA甲基化的主要形式有5-甲基胞嘧啶、6
6、4[1]诸如:保持基因组遗传物质的稳定性;调控基因的N-甲基腺嘌呤和N-甲基腺嘌呤。原核生表达;建立表观遗传模式以及参与细胞及胚胎的物可对胞嘧啶与腺嘌呤甲基化,而真核生物中甲形态建成等。在植物中,DNA甲基化主要参与植基化仅发生于胞嘧啶。在哺乳动物基因组中,物基因表达的调控,进而调节植物的生长发育。DNA甲基化的主要位点是CpG二核苷酸位点,它DNA甲基化在植物开花、植物花器官形成的调控在基因组中呈不均匀分布。启动子区的CpG岛以及植株转基因过程中的基因沉默中都发挥作通常处于非甲基化状态,基因能正常表达;当其发用。植物体可以通过甲基化、去甲基化和从头甲生甲基化时,
7、会影响基因的转录调控,使基因表达收稿日期:2008210209;修回日期:2008212222基金项目:国家863计划项目(2007AA100605)资助。作者简介:郑小梅,硕士研究生,从事生物化学与分子生物学研究。Te:l010282109864。通讯作者:伍宁丰,研究员,主要从事微生物分子生物学与基因工程研究。Te:l010282109844;E2mai:lwun@fcaas.net.cn34中国农业科技导报11卷发生沉默。当肿瘤发生时,抑癌基因CpG岛以外Dnmt2家族也具有胞嘧啶甲基转移酶的活[5]的CpG位点的非甲基化程度增加,而CpG岛中的性。Goll
8、等发现从人
