Methylace je upevňovací prvek, nebo substituci skupiny methyl na substrátu. Demetylace je naopak odstranění methylové skupiny na substrátu.
V přírodě, za anoxických podmínek , kovy mohou být methylované, jako je rtuť , obvykle na rozhraní mezi okysličené zónou a kyslíku zbaven zóně, v sedimentu, nebo ve vodní vrstvy, která je s ním v kontaktu. Jemné a non okysličený sediment, který propůjčuje nové toxikologické a ekotoxikologické vlastnosti týkající se rtuti, které přeměněna na methylrtuť, což se stává ještě toxičtější, mobilnější a bioassimilable. To se děje například a zejména v močálech, sedimentech přehrad, nádrží nebo dokonce bobřích nádrží., ústí řek a mořské sedimenty, někdy se sezónními nebo s věkem souvisejícími účinky. Některé mikroby tyto kovy methylují a jiné je „demethyl“; oba tyto procesy mohou změnit toxicitu kovů přítomných v prostředí.
Methylace deoxyribonukleové kyseliny (DNA) je epigenetický proces, při kterém lze určité nukleotidové báze modifikovat přidáním methylové skupiny. Tuto modifikaci DNA provádějí specifické enzymy zvané DNMT pro „DNA methyl-transferázu“. U lidí existují 4, Dnmt1, což je udržovací methyltransferáza, jejíž hlavní úlohou je udržovat methylaci na obou řetězcích DNA během replikace , Dnmt2, jehož role je stále nejistá, a DNMT3A a 3b, které sdílejí silnou homologii a jejichž hlavní úlohou je přidávat nové methylační značky na DNA (mluvíme o „de novo DNA methyl-transferase“).
V závislosti na druhu lze narazit na několik typů methylovaných nukleotidů, zejména cytosiny a adeniny . U obratlovců je mechanismem methylace cytosinu na 5-methylcytosin v C - G sekvencích DNA. U jiných druhů mohou být methylační sekvence odlišné. U bakterií, methylace může zasáhnout na cytosinu, ale také na pozici N6 z adeniny, na úrovni 5'-GATC-3 ‚sekvence ( přehrady místě ) díky přehrady metyláza , která rozpoznává hemimethylated DNA. Normálně jsou všechna místa GATC v genomu E. coli methylována.
Methylace hraje roli v různých buněčných procesech: synchronizace replikace chromozomů v bakteriích, stejně jako vlastní značení , oprava nesouladů v DNA ( oprava nesouladů ) a také na úrovni genové exprese . Methylace chrání zejména prokaryoty před mobilními genetickými prvky, jako jsou bakteriofágy . Prokaryotický RM systém je systém, který identifikuje bakteriofágovou DNA, která není methylovaná, a štěpí ji.
Vztah methylace / exprese může být složitý: v závislosti na liniích nízká methylace podporuje transkripci, ale vysoká methylace ji naopak bude inhibovat. V eukaryotech , když je promotor z genu se methyluje, downstream gen je obvykle potlačen, a proto již není transkribována do mRNA .
Methylace DNA působí jako „vzor“, který podmíňuje expresi genů v každé buňce. Tento epigenetický vzorec je během embryonálního vývoje z velké části naprogramován a vtisknut do různých buněk . U savců je proces methylace DNA dále ovlivňován faktory prostředí: sociálními, nutričními a toxikologickými. Methylace DNA je považována za reverzibilní proces, ale přesné mechanismy demetylace jsou stále nejisté. Nejlépe charakterizovaná cesta zahrnuje proces v několika fázích, nejprve prostřednictvím hydroxylace methylcytosinů pomocí enzymů rodiny TET. Další nověji objevená cesta demetylace zahrnuje odstranění methylovaného cytosinu a jeho nahrazení nemethylovaným cytosinem prostřednictvím základního systému pro opravu excize a enzymů rodiny TDG.
U eukaryot existují různé mechanismy methylace histonu, které vedou ke změnám v zhutňování chromatinu ( euchromatin , heterochromatin ), které ovlivňují genovou expresi.