El propósito de la metilación en las islas CpG en particular, es principalmente silenciar un gen de forma permanente o reducir la regulación de un gen (ver el comentario de Adam). Este silenciamiento es en gran parte permanente aparte de los escenarios en los que (1) están desmetilados globalmente (desarrollo previo a la implantación y células de la línea germinal) y (2) en escenarios donde están metilados y desmetilados cíclicamente en loci genéticos específicos. La naturaleza usa la metilación como un medio para desactivar un gen de forma permanente, particularmente aquellos genes que solo juegan un papel durante el desarrollo de un organismo (por ejemplo, creando partes del cuerpo). Una vez que ocurre la metilación del ADN (la metilación es una modificación covalente, no un enlace de hidrógeno / interacciones de Van der Waals), esto normalmente prepara el escenario para que la porción metilada se enrolle alrededor de las histonas, (como hacer un archivo zip) completando el silenciamiento del gen .
El inicio de la metilación y la eliminación activa de la metilación están controlados por factores de transcripción además de otros factores. Por lo tanto, este mecanismo permite la desactivación de un gen en el momento adecuado durante el desarrollo.
La belleza de este proceso de silenciamiento es que, una vez que un gen es silenciado, por metilación, este estado se transfiere a las células hijas cuando una célula se divide, preservando el estado celular. Este mecanismo está orquestado por la familia de enzimas DNMT.
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Ahora, en los cerebros de los mamíferos existe un impacto interesante de las experiencias infantiles que dejan un rastro duradero en el comportamiento de la edad adulta, como consecuencia de la metilación. La mayoría de las células nerviosas se diferencian terminalmente temprano en la vida y no sufren mitosis durante la edad adulta. Por lo tanto, las experiencias de la primera infancia, particularmente la experiencia traumática (programas dinámicos de metilación del ADN, efectos adversos persistentes del estrés en la vida temprana, Nature 2009 ) o incluso la falta de atención materna adecuada ( programación epigenética por comportamiento materno Nature 2004 ), pueden afectar el proceso de metilación de algunos células nerviosas: es como encerrar un recuerdo para toda la vida. Los mamíferos muestran claras diferencias de comportamiento en la edad adulta ya que ese estado está grabado. Sin embargo, este bloqueo de la memoria no debe confundirse con el proceso de almacenamiento de los recuerdos (el almacenamiento a largo plazo de la memoria implica, entre muchas otras cosas, cambios físicos en la sináptica terminales). Este bloqueo de la memoria por un patrón de metilación alterado es el bloqueo de un estado aberrante de una célula impulsado por alguna influencia externa (trauma, falta de atención materna adecuada), no la memoria real del trauma en sí.
Un reciente artículo de revisión excelente sobre la metilación del ADN: roles en el desarrollo de mamíferos Nature 2013 Vol 14
Mientras que la metilación del ADN en las regiones promotoras silencia un gen, la metilación dentro de los cuerpos genéticos puede promover el potencial de expresión. La respuesta a una pregunta relacionada aborda esto. ¿Cuál es el propósito de la metilación del ADN en regiones intergénicas y elementos repetitivos?
La respuesta a otra pregunta relacionada con esto también puede ser de interés. Epigenética: ¿se puede reducir o revertir la metilación del ADN de forma natural?
Desde la perspectiva de un programador, la metilación en ciertos puntos del ejecutable (ADN) es como una bandera booleana permanente (instanciada con el valor “falso”) que desactiva la ejecución de una función que genera hardware (proteína). Estamos hechos de 50 a 100 billones de células, todas con el mismo código ejecutable (ADN). Solo un pequeño subconjunto ejecuta aproximadamente 30,000 funciones en este ejecutable en cada celda. Eso se hace deshabilitando todas las funciones que no deberían ejecutarse. La naturaleza lo hace en parte por estas banderas booleanas permanentes (metilación), establecidas en una región específica en el ejecutable, precediendo un bloque de código de función. Por lo tanto, es casi como la expresión booleana en una expresión condicional que precede a un bloque de código se evalúa como “falso”, lo que da como resultado que el bloque de código no se ejecute. Además, una vez que se establece una bandera booleana, la naturaleza, en muchos casos, comprime esa porción del ejecutable que silencia ese gen por completo. Cuando una celda se replica, las banderas booleanas también se copian.
