14.10: Epigenetische regulatie
Epigenetische mechanismen spelen een essentiële rol bij een gezonde ontwikkeling. Omgekeerd worden nauwkeurig gereguleerde epigenetische mechanismen verstoord bij ziekten zoals kanker.
Bij de meeste zoogdieren hebben vrouwtjes twee X-chromosomen (XX), terwijl mannetjes een X- en een Y-chromosoom (XY) hebben. Het X-chromosoom bevat significant meer genen dan het Y-chromosoom. Om een overmaat aan X-chromosoomgebonden genexpressie bij vrouwen te voorkomen, wordt daarom een van de twee X-chromosomen willekeurig stilgelegd tijdens de vroege ontwikkeling. Dit proces, X-chromosoom-inactivatie genoemd, wordt gereguleerd door DNA-methylatie. Wetenschappers hebben een grotere DNA-methylatie gevonden op genpromotorplaatsen op het inactieve X-chromosoom dan zijn actieve tegenhanger. DNA-methylering voorkomt dat de transcriptiemachinerie zich aan het promotorgebied hecht, waardoor gentranscriptie wordt geremd.
Abnormale DNA-methylering speelt een belangrijke rol bij kanker. Het promotorgebied van de meeste genen bevat stukjes cytosine en guanine-nucleotidenverbonden door een fosfaatgroep. Deze regio's worden CpG-eilanden genoemd. In gezonde cellen zijn CpG-eilanden niet gemethyleerd. In kankercellen zijn CpG-eilanden in de promotorgebieden van tumorsuppressorgenen of celcyclusregelaars echter overmatig gemethyleerd. Methylering schakelt de expressie van deze genen uit, waardoor kankercellen zich snel en ongecontroleerd kunnen delen.
