メチル化
アデノシンまたはシトシンのメチル化は、いくつかの細菌で機能する。細菌のDNAはゲノムの全体を定期的にメチル化する。DNAメチラーゼは特定の配列を認識し、その配列の近くの塩基1つをメチル化する酵素である。細胞の中に挿入された外部のDNA(この方法でメチル化していない)は特定の配列を認識する制限酵素(制限エンドヌクレアーゼ)によって消化される。しかし細菌自身のゲノムDNAはこれらの制限酵素には認識されない。ネイティブなDNAのメチル化は、ある種の原始的な"免疫系"として機能し、バクテリオファージ(ファージ)の伝染から細菌自身を保護している。このような制限酵素とDNAメチラーゼとの組み合わせを制限修飾系と呼んでいる。
なお、制限酵素は制限酵素断片長多型(RFLP)の実験の基本となっている。このテクニックで、遺伝学者はそれぞれ異なる制限酵素でDNAを消化し、特定の位置の配列からDNAの多型を見つけることによってDNA型鑑定や遺伝子工学に役立てている。
生化学においてDNAのメチル化は極めて重要な意味をもつため、メチル化試薬の多くは発癌性・変異原性を持つ。そのため、取り扱いにはこのことに留意して行う必要がある。
メチル化による遺伝子サイレンスの例としては、このほか、網膜芽細胞腫遺伝子(Rb)、細胞周期抑制因子(p161NK4a)、細胞死関連蛋白キナーゼ(DAPK), APC, エストロゲン受容体遺伝子がある。。
タンパク質メチル化は通常、アミノ酸配列のアルギニンかリシン残基の場所に起こる。アルギニンは1回(モノメチルアルギニン)または2回メチル化できる。ペプチジルアルギニンメチルトランスフェラーゼ(PRMTs)の触媒効果によってN末端に1回メチル化が起きると非対称性ジメチルアルギニンが、2回起きると対称性ジメチルアルギニンができる。リシンはリシンメチルトランスフェラーゼによって3回までメチル化できる。
タンパク質メチル化は特にヒストンにおいて研究されており、S-アデノシルメチオニンからヒストンへのメチル基の運搬を行う酵素はヒストンメチルトランスフェラーゼとして知られている。ヒストンのいずれかの残基へのメチル化は、エピジェネティクス効果として遺伝子発現を抑制または活性化させる。