Metilación del ADN

La metilación es un proceso químico en el que un grupo metilo se transfiere de una molécula a otra. En el Metilación del ADN Un grupo metilo se acopla a una determinada parte del ADN y, por tanto, cambia un bloque de construcción del material genético.

¿Qué es la metilación del ADN?

En la metilación del ADN, un grupo metilo se une a ciertos nucleótidos del ADN. El ADN, también conocido como ADN o ácido desoxirribonucleico, es el portador de información genética. Con la ayuda de la información almacenada en el ADN, se pueden producir proteínas.

La estructura del ADN corresponde a la de una escalera de cuerda, por lo que los montantes de la escalera de cuerda se retuercen en forma de hélice, creando una estructura denominada de doble hélice. Las partes laterales de la escalera de cuerda están hechas de residuos de azúcar y fosfato. Los peldaños de la escalera de cuerda representan bases orgánicas, las bases del ADN son adenina, citosina, guanina y timina.

Dos bases se conectan cada una como un par para formar un peldaño de escalera de cuerda. Los pares de bases están formados cada uno por dos bases complementarias: adenina y timina, así como citosina y guanina. Un nucleótido es una molécula que se forma a partir de un fosfato, un azúcar y un componente básico. En la metilación del ADN, enzimas especiales, las metiltransferasas, unen un grupo metilo a la citosina base. Así es como se crea la metilcitosina.

Función y tarea

Las metilaciones del ADN se consideran marcadores que permiten a la célula usar o no ciertas áreas del ADN. Representan un mecanismo de regulación génica, por lo que también podrían denominarse interruptores de encendido y apagado, ya que en la mayoría de los casos la metilación de una base impide una copia del gen en cuestión durante la transcripción del ADN.

La metilación del ADN asegura que el ADN pueda usarse de diferentes formas sin que cambie la secuencia del ADN. La metilación crea nueva información sobre el genoma, es decir, la estructura genética. Se habla de un epigenoma y del proceso de la epigenética. El epigenoma explica por qué diferentes células pueden generar información genética idéntica. Por ejemplo, puede surgir una amplia variedad de tipos de tejidos a partir de células madre humanas. Una persona completa puede incluso emerger del óvulo individual. El epigenoma de la célula decide qué forma y función asume. Los genes marcados le muestran a la célula qué hacer por ella. Una célula muscular solo usa las secciones marcadas de ADN que son relevantes para su trabajo. Las células nerviosas, las células del corazón o las células de los pulmones hacen lo mismo.

Las marcas de los grupos metilo son flexibles. Se pueden quitar o mover. Esto volvería a activar el segmento de ADN previamente desactivado. Esta flexibilidad es necesaria porque existe una interacción constante entre el genoma y el medio ambiente. La metilación del ADN absorbe estas influencias ambientales.

Las metilaciones del ADN también pueden ser estables y se transmiten de una generación de células a la siguiente. En un cuerpo sano, solo las células del bazo pueden desarrollarse en el bazo. Esto asegura que el organismo respectivo pueda cumplir con sus tareas.

Los cambios epigenéticos no solo se pueden transferir de una célula a la siguiente, sino también de una generación a la siguiente. Por ejemplo, los gusanos heredan inmunidad a ciertos virus a través de la metilación del ADN.

Enfermedades y dolencias

Hasta ahora se han detectado cambios patológicos en el epigenoma en muchas enfermedades y se han identificado como la causa de enfermedades en los campos de la inmunología, la neurología y, en particular, la oncología.

En los tejidos afectados por el cáncer, además de defectos en la propia secuencia del ADN, casi siempre se encuentran errores en el epigenoma. En los tumores se observa a menudo un patrón anormal de metilación del ADN. La metilación se puede aumentar o disminuir. Ambos tienen consecuencias de gran alcance para la célula. Con una metilación aumentada, es decir, hipermetilación, se pueden inactivar los llamados genes supresores de tumores. Los genes supresores de tumores controlan el ciclo celular y pueden desencadenar la muerte celular programada de la célula dañada si existe una amenaza de degeneración celular. Si los genes supresores de tumores están inactivos, las células tumorales pueden multiplicarse sin obstáculos.

Con una metilación local reducida (hipometilación), los elementos dañinos del ADN pueden activarse sin darse cuenta. Si los grupos metilo están etiquetados incorrectamente, esto también se conoce como epimutación. Esto conduce a la inestabilidad del genoma.Se ha demostrado que algunas sustancias cancerígenas interfieren con el proceso de metilación en las células.

Los cambios en los patrones de metilación difieren de un paciente con cáncer a otro. Por ejemplo, un paciente con cáncer de hígado tiene diferentes niveles de metilación que un paciente con cáncer de próstata. De esta forma, los investigadores pueden clasificar cada vez más los tumores según su patrón de metilación. Los investigadores también pueden ver cuánto ha progresado un tumor y cuál es la mejor forma de tratarlo. Sin embargo, el análisis de la metilación del ADN como método diagnóstico y terapéutico aún no está completamente desarrollado, por lo que pasarán algunos años antes de que los métodos realmente puedan utilizarse fuera del área de investigación.

Una enfermedad muy especial que tiene su origen en la metilación es el síndrome de ICF. Hay una mutación en la ADN metiltransferasa, la enzima que acopla los grupos metilo a los nucleótidos. Como resultado, hay una submetilación del ADN en los afectados. La consecuencia son infecciones recurrentes debidas a una inmunodeficiencia. Además, pueden ocurrir baja estatura y retraso del crecimiento.