5-Metilcitosina

A 5-metilcitosina é unha forma metilada da base nitroxenada citosina, que pode estar implicada na regulación da transcrición de xenes. Cando a citosina está metilada, o ADN mantén a mesma secuencia de nucleótidos, pero a expresión de xenes metilados pode ser alterada (como estuda a epixenética). A 5-metilcitosina é incorporada no nucleósido 5-metilcitidina.
Na 5-metilcitosina, un grupo metilo está unido ao 5º átomo do anel de 6 átomos (cóntase en sentido contrario dos punteiros do reloxio desde o nitróxeno do NH na posición das 6 horas en punto, non das 2 en punto). Este grupo metilo distingue a 5-metilcitosina da citosina. Descubrimento
En 1898, W. G. Ruppel, mentres trataba de illar a toxina bacteriana responsable da tuberculose, illou un novo ácido nucleico chamado ácido tuberculínico do Mycobacterium tuberculosis. Este ácido nucleico era infrecuente porque contiña ademais de timina, guanina e citosina, un nucleótido metilado. En 1925, Johnson e Coghill detectaron con éxito unha cantidade menor dun derivado metilado da citosina como un produto da hidrólise do ácido tuberculínico con ácido sulfúrico. Este informe foi gravemente criticado porque a súa identificación baseábase soamente nas propiedades ópticas do picrato cristalino, e outros científicos non conseguiran reproducir os mesmos resultados. Pero finalmente probouse que a súa existencia era un feito en 1948, cando Hotchkiss separou os ácidos nucleicos do timo de tenreira utilizando cromatografía en papel, e detectou unha rara citosina metilada, bastante distinta da citosina convencional e do uracilo. 60 anos despois descubriuse que este composto é unha característica común en distintas moléculas de ARN humano, aínda que o seu papel preciso non está claro. In vivo
A 5-metilcitosina é unha modificación epixenética orixinada pola acción de encimas ADN metiltransferases. A función deste composto varía significativamente entre as especies: En bacterias, a 5-metilcitosina pode encontrarse en diversos sitios, e a miúdo utilízase como marcador para protexer o ADN de ser cortado por encimas de restrición sensibles á metilación nativos.
En plantas, a 5-metilcitosina aparece nas secuencias CpG, CpHpG e CpHpH (onde H A, C ou T).
En fungos e animais, a 5-metilcitosina aparece predominantemente nos dinucleótidos CpG. A maioría dos eucariotas metilan só unha pequena porcentaxe deses sitios, pero en vertebrados entre o 70 e o 80% das citosinas CpG están metiladas.
Aínda que a desaminación espontánea da citosina orixina uracilo, o cal é recoñecido e eliminado polos encimas de reparación do ADN (por estar nun lugar indebido), a desaminación da 5-metilcitosina forma timina. Esta conversión dunha base do ADN de citosina (C) a timina (T) pode causar unha mutación por transición. Ademais, a desaminación encimática activa da citosina ou da 5-metilcitosina pola familia APOBEC de citosina desaminases podería ter implicacións beneficiosas sobre varios procesos celulares e sobre a evolución dos organismos. por outra parte, as implicacións da desaminación da 5-hidroximetilcitosina coñécense peor. In vitro
O grupo NH2 pode ser eliminado (desaminación) da 5-metilcitosina para formar timina co uso de reactivos como o ácido nitroso. A citosina desamínase a uracilo en similares condicións. A 5-metilcitosina é resistente á desaminación por tratamento con bisulfito, o cal si pode desaminar residuos de citosina. Esta propiedade aprovéitase a miúdo para analizar os patróns de metilación de citosinas no ADN por medio de secuenciación por bisulfito.