Hay dos formas en que un dinucleótido CpG se metila: mediante la vía de mantenimiento o la vía de novo . La vía de mantenimiento (catalizada por DNMT1 en humanos) es activa en la mayoría de las células y es responsable de metilar el ADN recién replicado. DNMT1 solo es capaz de metilar CpG que ya se han metilado, ya que reconoce específicamente los CpG hemimetilados (un CpG donde la C en una cadena está metilada mientras que la cadena opuesta C no lo está).
La vía de novo (catalizada por DNMT3a, DNMT3b y DNMT3L en humanos) es capaz de metilar CpG que actualmente no están metiladas, pero solo está activa durante una pequeña ventana de embriogénesis temprana. La especificidad de DNMT3a y DNMT3b está determinada por su asociación con DNMT3L, que interactúa con la cola de histona 3 y se cree que requiere modificaciones específicas de histona para la unión de alta afinidad.
Por lo tanto, solo los loci previamente marcados adquieren una nueva marca de metilo, y la adquisición de nuevas marcas de metilo solo puede ocurrir durante la embriogénesis.
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