Эпигенетические механизмы играют важную роль в здоровом развитии. И наоборот, точно регулируемые эпигенетические механизмы нарушаются при таких заболеваниях, как рак.
У большинства млекопитающих у самок две X-хромосомы (XX), а у мужчин – X- и Y-хромосомы (XY). Х-хромосома содержит значительно больше генов, чем Y-хромосома. Следовательно, чтобы предотвратить избыточную экспрессию сцепленных с Х-хромосомами генов у женщин, одна из двух Х-хромосом случайно заглушается во время раннего развития. Этот процесс, называемый инактивацией Х-хромосомы, регулируется метилированием ДНК. Ученые обнаружили большее метилирование ДНК в промоторных участках генов на неактивной Х-хромосоме, чем у ее активного аналога. Метилирование ДНК предотвращает прикрепление аппарата транскрипции к промоторной области, тем самым подавляя транскрипцию гена.
Аномальное метилирование ДНК играет важную роль в развитии рака. Промоторная область большинства генов содержит участки нуклеотидов цитозина и гуанина, связанные фосфатной группой. Эти области называются островами CpG. В здоровых клетках CpG-островки не метилированы. Однако в раковых клетках CpG-островки в промоторных областях генов-супрессоров опухолей или регуляторов клеточного цикла чрезмерно метилированы. Метилирование отключает экспрессию этих генов, позволяя раковым клеткам быстро и бесконтрольно делиться.
