DNAメチル化
さらに、DNAメチル化は時間と共に宿主のゲノムに取り込まれたウイルスやその他の有害な要素の遺伝子の発現を抑制する。DNAメチル化はまた、クロマチン構造の基礎を形作る。これによって、細胞は単一不変のDNA配列から多細胞生物に必要な無数の特徴を形成することができる。DNAメチル化はまた、ほとんど全ての種類のがんの発達において極めて重要な役割を果たしている。
DNAメチル化は、DNAへのメチル基の付加を伴う — 例えば、シトシンのピリミジン環5位炭素原子 — この場合は、遺伝子発現の減少という特異的効果がある。シトシンの5位のメチル化は、調べられた全ての脊椎動物で発見されている。成体の体細胞組織では、DNAメチル化は通常CpG(英語版)ジヌクレオチド部位(シトシン-ホスホジエステル結合-グアニン)で起こる。非CpGメチル化は、胚性幹細胞で広く行き渡っている。
ほ乳類の細胞では、DNAメチル化は主にCpGジヌクレオチドのC5位で、2つの一般的な酵素活性、維持メチル化 (maintenance methylation) と de novo(新生)メチル化によって行われる。
維持メチル化活性は、全ての細胞のDNA複製サイクルの後もDNAメチル化が保存されるために必要である。DNAメチルトランスフェラーゼ (DNMT) がないと、複製装置はメチル化されていない娘鎖を生み、そのうち受動的に脱メチル化を引き起こす。DNMT1は、DNA複製の間に娘鎖にDNAメチル化様式を複製するために必要な、維持メチルトランスフェラーゼと推定されている。DNMT1の2つのコピーを欠損したモデルマウスは、ほ乳類細胞の発達にDNMT1活性が必要なため、およそ9日目に胚致死である。
DNMT3aおよびDNMT3bは、発生初期にDNAメチル化様式を形作るDNAメチル化 de novo メチルトランスフェラーゼであると考えられている。DNMT3Lは、その他のDNMT3タンパク質と相同性があるが、触媒活性を持たない。その代わりに、DNMT3Lはde novo メチルトランスフェラーゼのDNAへの結合能を高め、活性を刺激することによって、これらの酵素を補助する。