DNA甲基化

DNA甲基化（即胞嘧啶第五位碳原子甲基化，5mC），是一种重要的表观遗传修饰，参与调控染色质结构和基因表达。DNA甲基化的主要位点是胞嘧啶-鸟嘌呤（CpG）二核苷酸，在哺乳动物细胞中，大部分（70-80%）CpG位点会被甲基化，5mC主要分布于异染色质区域和基因体，而基因启动子区域的CpG岛通常处于非甲基化状态。DNA甲基化由DNA甲基转移酶（DNMT）催化：DNMT3A和DNMT3B主要负责从头甲基化从而建立DNA甲基化模式，DNMT1则在DNA复制过程中维持DNA甲基化模式。

基因启动子甲基化抑制转录主要通过两种机制，即直接干扰转录因子结合或者通过5mC结合蛋白招募转录阻遏物间接发挥作用。

DNA甲基化对哺乳动物胚胎发育至关重要，在细胞分化、基因组印记、X染色体失活、维持基因组稳定性方面发挥关键作用。

在真核生物中，DNA甲基化主要类型是5mC，因此，在表观遗传领域，DNA甲基化通常特指5mC。CpG岛通常指长度为300-3000bp并且GC含量很高的区域，多位于基因的启动子和5‘端非翻译区。

在正常细胞中，CpG岛中的CpG位点一般处于非甲基化的状态。

一般认为DNA甲基化的原始功能是基因组防御，即维持转座元件的沉默以免转座影响宿主基因组的稳定性，随着物种的进化，DNA甲基化逐渐参与其他生物学过程，使其功能越来越复杂。

在哺乳动物中，5mC的分布并非随机分布于基因组序列中，总体而言，重复序列被高度甲基化，包括异染色质区域内的重复序列如卫星DNA，但CpG岛中的CpG位点通常处于非甲基化的状态。

Ref：《表观遗传学》于文强 徐国良主编