De lange DNA-trådene som ligger inne i kjernen i cellen har ulike kjemiske bestanddeler bundet til seg. En av de mest vanlige er metylgrupper. Dette kalles DNA-metylering. Metyl har den kjemiske betegnelsen CH3. Det er enzymet DNA metylase som fester metylgruppa til DNA-tråden.
Å regulere gener med DNA-metylering
DNA-metylering gjør at aktiviteten til genene blir lav, det vil si at det lages lite protein fra et gen som har metylgrupper festet til seg. Jo flere metylgrupper, jo mindre protein fra genet. Metylgruppene fungerer dermed som en brems på aktiviteten. DNA-metylering er derfor en del av det som kalles genregulering.
DNA-metylering i ulike organismer
Pattedyr
DNA-tråden er bygget opp av fire ulike baser som betegnes med bokstavene A, T, C og G. Hos pattedyr er det vanlig at metylgruppa er festet til bokstaven C og som oftest skjer det når C står ved siden av G.
I pattedyr har mange av de proteinkodende genene områder på oversiden som er rike på CG. Disse områdene kalles CpG-øyer (p stor for phosfat – fosfat på norsk – og representerer fosfatgruppa i DNA-tråden) og er egnete områder for metylering. Når CpG-øyen på oversiden av et gen har mange metylgrupper, har genet lav aktivitet. Når CpG-øyen på oversiden av et gen har få eller ingen metylgrupper, har genet høy aktivitet. De sistnevnte genene er såkalte husholdningsgener med sentrale funksjoner i cellen og det er viktig at de er aktive hele tiden. De fleste andre gener er i stor grad metylert for å unngå at de er aktive ved et uhell når det ikke er bruk for dem.
Et eksempel på høy grad av metylering og dermed inaktive gener, er det ene X-kromosomet i celler hos hunnpattedyr. Alle hunner av pattedyr har to X-kromosomer, men kun det ene er aktivt. Det andre har mange metylgrupper festet til seg og derfor begrenset aktivitet. Grunnen til det er at hanner av pattedyr kun har ett X-kromosom og for at hunnene ikke skal ha for mange genprodukter fra X-kromosomene i sine celler sammenlignet med hanner, blir det ene dysset ned.
Bakterier
Hos bakterier forekommer metylering av både bokstaven A og C. DNA-metylering i bakterier hjelper bakteriene i å beskytte seg mot invasjon av fremmed DNA, for eksempel virusangrep. Enzymer som klipper i stykker fremmed DNA går ikke løs på bakterienes eget DNA fordi det er metylert. Senere forskning antyder også at DNA-metylering er med på å regulere gener slik som hos pattedyr, men det vet man foreløpig lite om.