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La méthylation est l addition d un groupe méthyle le phénomène inverse étant la déméthylation Méthylation des métauxDans
Méthylation
La méthylation est l'addition d'un groupe méthyle, le phénomène inverse étant la déméthylation.
Méthylation des métaux
Dans la nature, en conditions anoxiques, des métaux peuvent être méthylés, comme le mercure, généralement à l'interface entre la zone oxygénée et la zone privée d'oxygène, dans le sédiment ou dans la couche d'eau qui est en contact avec un sédiment fin et non oxygéné, ce qui confère de nouvelles propriétés toxicologiques et écotoxicologiques au mercure qui transformé en méthylmercure devient encore plus toxique, plus mobile et plus bioassimilable. Ceci se produit par exemple et notamment dans les marais, les sédiments de barrages, de réservoir, ou même de réservoirs de castors, les estuaires et les sédiments marins, avec parfois des effets saisonniers ou liés à l'âge du sédiment. Certains microbes méthylent ces métaux et d'autres les « déméthylent » ; ces deux processus peuvent modifier la toxicité des métaux présents dans un environnement.
Génétique
La méthylation de l'acide désoxyribonucléique (ADN) est un processus épigénétique dans lequel certaines bases nucléotidiques peuvent être modifiées par l'addition d'un groupe méthyle. Cette modification de l'ADN est effectuée par des enzymes particulières appelées « DNMT » pour « DNA methyltransferase ». Chez l'humain, il en existe quatre, DNMT1 qui est une méthyltransférase de maintien dont le rôle principal est de maintenir la méthylation sur les deux brins d'ADN lors de la réplication, DNMT2 dont le rôle est encore incertain, et DNMT3A et DNMT3B qui partagent une forte homologie et dont le rôle principal est d'ajouter de nouvelles marques de méthylation sur l'ADN (on parle de « de novo DNA methyltransferase »).
Selon les espèces, plusieurs types de nucléotides méthylés peuvent être rencontrés, principalement les cytosines et les adénines. Chez les vertébrés, le mécanisme est une méthylation de la cytosine en 5-méthylcytosine dans les séquences C-G de l'ADN. Chez d'autres espèces, les séquences de méthylation peuvent être différentes. Chez les bactéries, la méthylation peut intervenir sur les cytosines, mais aussi sur la position N6 des adénines, au niveau de séquences 5'-GATC-3' (site dam) grâce à la méthylase de Dam qui reconnaît l'ADN hémiméthylé. Normalement, tous les sites GATC du génome d’E. coli sont méthylés.
La méthylation joue un rôle sur divers processus cellulaires : la synchronisation de la réplication du chromosome chez les bactéries ainsi que le marquage du soi, la réparation des mésappariements dans l'ADN (mismatch repair) et aussi sur le niveau d'expression du gène. La méthylation protège notamment les procaryotes des éléments génétiques mobiles tels que les bactériophages. Le système RM des procaryotes est un système qui permet d'identifier l'ADN du bactériophage qui n'est pas méthylé et de le cliver.
La relation méthylation/expression peut être complexe : selon les lignées, une faible méthylation favorise la transcription mais une forte méthylation va au contraire l'inhiber. Chez les eucaryotes, lorsque le promoteur d'un gène est méthylé, le gène en aval est en général réprimé et n'est donc plus transcrit en ARNm.
La méthylation de l'ADN agit comme un « patron » qui conditionne l'expression des gènes dans chaque cellule. Ce patron épigénétique est largement programmé et imprimé dans les différentes cellules au cours du développement embryonnaire. Chez les mammifères, le processus de méthylation de l'ADN est de plus influencé ensuite par des facteurs environnementaux : sociaux, nutritionnels et toxicologiques. La méthylation de l'ADN est reconnue comme étant un processus réversible mais les mécanismes exacts de déméthylation sont encore incertains. La voie la mieux caractérisée fait intervenir un processus en plusieurs étapes passant tout d'abord par l'hydroxylation des méthylcytosines via des enzymes de la famille TET. Une autre voie découverte plus récemment de déméthylation implique l'enlèvement de la cytosine méthylée et son remplacement par une cytosine non méthylée, par le biais du système de base excision repair et des enzymes de la famille TDG.
Méthylation des histones
Chez les eucaryotes, il existe divers mécanismes de méthylation des histones, résultant en des changements de compaction de la chromatine (euchromatine, hétérochromatine) qui influent sur l'expression génétique.
Notes et références
- Ullrich, S. M. et al. (2001), Mercury in the aquatic environment: A review of factors affecting methylation, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 31(3), 241–293, DOI 10.1080/20016491089226.
- Roy, V., Amyot, M. et Carignan, R. (2009), Seasonal methylmercury dynamics in water draining three beaver impoundments of varying age, Journal of Geophysical Research, Biogeosciences (2005–2012), 114(G2).
- (en) Seisenberger S., Peat J.R. et Reik W., « Conceptual links between DNA methylation reprogramming in the early embryo and primordial germ cells », Curr. Opin. Cell. Biol., vol. 25, no 3, , p. 281-8 (PMID 23510682, DOI 10.1016/j.ceb.2013.02.013, lire en ligne).
- (en) Szyf M., « The implications of DNA methylation for toxicology: toward toxicomethylomics, the toxicology of DNA methylation », Toxicol. Sci., vol. 120, no 2, , p. 235-55 (PMID 21297083, PMCID PMC3061486, DOI 10.1093/toxsci/kfr024, lire en ligne).
Articles connexes
- Alkylation
- ADN méthyltransférase
- Daisy Dussoix
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Auteur: www.NiNa.Az
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La methylation est l addition d un groupe methyle le phenomene inverse etant la demethylation Methylation des metauxDans la nature en conditions anoxiques des metaux peuvent etre methyles comme le mercure generalement a l interface entre la zone oxygenee et la zone privee d oxygene dans le sediment ou dans la couche d eau qui est en contact avec un sediment fin et non oxygene ce qui confere de nouvelles proprietes toxicologiques et ecotoxicologiques au mercure qui transforme en methylmercure devient encore plus toxique plus mobile et plus bioassimilable Ceci se produit par exemple et notamment dans les marais les sediments de barrages de reservoir ou meme de reservoirs de castors les estuaires et les sediments marins avec parfois des effets saisonniers ou lies a l age du sediment Certains microbes methylent ces metaux et d autres les demethylent ces deux processus peuvent modifier la toxicite des metaux presents dans un environnement GenetiqueLa methylation de l acide desoxyribonucleique ADN est un processus epigenetique dans lequel certaines bases nucleotidiques peuvent etre modifiees par l addition d un groupe methyle Cette modification de l ADN est effectuee par des enzymes particulieres appelees DNMT pour DNA methyltransferase Chez l humain il en existe quatre DNMT1 qui est une methyltransferase de maintien dont le role principal est de maintenir la methylation sur les deux brins d ADN lors de la replication DNMT2 dont le role est encore incertain et DNMT3A et DNMT3B qui partagent une forte homologie et dont le role principal est d ajouter de nouvelles marques de methylation sur l ADN on parle de de novo DNA methyltransferase Selon les especes plusieurs types de nucleotides methyles peuvent etre rencontres principalement les cytosines et les adenines Chez les vertebres le mecanisme est une methylation de la cytosine en 5 methylcytosine dans les sequences C G de l ADN Chez d autres especes les sequences de methylation peuvent etre differentes Chez les bacteries la methylation peut intervenir sur les cytosines mais aussi sur la position N6 des adenines au niveau de sequences 5 GATC 3 site dam grace a la methylase de Dam qui reconnait l ADN hemimethyle Normalement tous les sites GATC du genome d E coli sont methyles La methylation joue un role sur divers processus cellulaires la synchronisation de la replication du chromosome chez les bacteries ainsi que le marquage du soi la reparation des mesappariements dans l ADN mismatch repair et aussi sur le niveau d expression du gene La methylation protege notamment les procaryotes des elements genetiques mobiles tels que les bacteriophages Le systeme RM des procaryotes est un systeme qui permet d identifier l ADN du bacteriophage qui n est pas methyle et de le cliver La relation methylation expression peut etre complexe selon les lignees une faible methylation favorise la transcription mais une forte methylation va au contraire l inhiber Chez les eucaryotes lorsque le promoteur d un gene est methyle le gene en aval est en general reprime et n est donc plus transcrit en ARNm La methylation de l ADN agit comme un patron qui conditionne l expression des genes dans chaque cellule Ce patron epigenetique est largement programme et imprime dans les differentes cellules au cours du developpement embryonnaire Chez les mammiferes le processus de methylation de l ADN est de plus influence ensuite par des facteurs environnementaux sociaux nutritionnels et toxicologiques La methylation de l ADN est reconnue comme etant un processus reversible mais les mecanismes exacts de demethylation sont encore incertains La voie la mieux caracterisee fait intervenir un processus en plusieurs etapes passant tout d abord par l hydroxylation des methylcytosines via des enzymes de la famille TET Une autre voie decouverte plus recemment de demethylation implique l enlevement de la cytosine methylee et son remplacement par une cytosine non methylee par le biais du systeme de base excision repair et des enzymes de la famille TDG Methylation des histones Chez les eucaryotes il existe divers mecanismes de methylation des histones resultant en des changements de compaction de la chromatine euchromatine heterochromatine qui influent sur l expression genetique Notes et referencesUllrich S M et al 2001 Mercury in the aquatic environment A review of factors affecting methylation Critical Reviews in Environmental Science and Technology 31 3 241 293 DOI 10 1080 20016491089226 a et b Roy V Amyot M et Carignan R 2009 Seasonal methylmercury dynamics in water draining three beaver impoundments of varying age Journal of Geophysical Research Biogeosciences 2005 2012 114 G2 en Seisenberger S Peat J R et Reik W Conceptual links between DNA methylation reprogramming in the early embryo and primordial germ cells Curr Opin Cell Biol vol 25 no 3 2013 p 281 8 PMID 23510682 DOI 10 1016 j ceb 2013 02 013 lire en ligne en Szyf M The implications of DNA methylation for toxicology toward toxicomethylomics the toxicology of DNA methylation Toxicol Sci vol 120 no 2 2011 p 235 55 PMID 21297083 PMCID PMC3061486 DOI 10 1093 toxsci kfr024 lire en ligne Articles connexesAlkylation ADN methyltransferase Daisy Dussoix Portail de la chimie Portail de la biologie cellulaire et moleculaire