डीएनए मेथिलट्रांसफरेज़ और टीईटी एंजाइम

डीएनए मेथिलट्रांसफरेज़ (DNMTs) साइटोसिन पर मेथिल चिह्न लगाते हैं, जबकि टीईटी (टेन-इलेवन ट्रांसलोकेशन) एंजाइम 5-मेथिलसाइटोसिन को ऑक्सीकृत करके इसे हटाने की प्रक्रिया शुरू करते हैं। साथ मिलकर, वे डीएनए मेथिलिकरण की लेखक-और-मिटाने वाली मशीनरी बनाते हैं: DNMT3 एंजाइम नए पैटर्न डी नोवो स्थापित करते हैं, DNMT1 प्रतिकृति के माध्यम से उन्हें बनाए रखता है, और टीईटी एंजाइम डीमेथिलिकरण के लिए एक सक्रिय मार्ग प्रदान करते हैं।

Definition

डीएनए मेथिलट्रांसफरेज़ ऐसे एंजाइम हैं जो डीएनए मेथिलिकरण को स्थापित या बनाए रखने के लिए साइटोसिन पर एक मेथिल समूह स्थानांतरित करते हैं, जबकि टीईटी एंजाइम डाइऑक्सीजिनेज़ हैं जो 5-मेथिलसाइटोसिन को 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन और आगे के उत्पादों में ऑक्सीकृत करते हैं, जिससे सक्रिय डीएनए डीमेथिलिकरण शुरू होता है।

Scope

यह प्रविष्टि DNMT परिवार (डी नोवो बनाम रखरखाव भूमिकाएँ) और टीईटी परिवार (डीमेथिलिकरण की ओर 5-मेथिलसाइटोसिन का ऑक्सीकरण) को कवर करती है, और कैसे उनकी विरोधी गतिविधियाँ डीएनए मेथिलिकरण पैटर्न को स्थापित और रीसेट करती हैं। यह संदर्भ-शैक्षणिक है और चिकित्सीय खुराक या व्यक्तिगत सलाह प्रदान नहीं करती है।

Core questions

• डी नोवो और रखरखाव मेथिलट्रांसफरेज़ कार्य में कैसे भिन्न होते हैं?
• डीएनए प्रतिकृति के बाद मेथिलिकरण पैटर्न को कैसे कॉपी किया जाता है?
• टीईटी एंजाइम साइटोसिन मेथिलिकरण को हटाना कैसे शुरू करते हैं?
• 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन क्या है और यह क्यों मायने रखता है?

Key concepts

• DNMT1 (रखरखाव मेथिलट्रांसफरेज़)
• DNMT3A और DNMT3B (डी नोवो मेथिलट्रांसफरेज़)
• हेमीमेथिलिकृत डीएनए पहचान
• TET1/TET2/TET3 डाइऑक्सीजिनेज़
• 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन
• सक्रिय बनाम निष्क्रिय डीमेथिलिकरण

Mechanisms

DNMT3A और DNMT3B विकास के दौरान नए (डी नोवो) मेथिलिकरण पैटर्न स्थापित करते हैं, मेथिल समूहों को S-एडेनोसिलमेथियोनीन से पहले से मेथिलरहित साइटोसिन पर स्थानांतरित करते हैं; इन एंजाइमों की कमी सामान्य स्तनधारी विकास के साथ असंगत है। DNMT1 रखरखाव एंजाइम के रूप में कार्य करता है, प्रतिकृति द्वारा उत्पन्न हेमीमेथिलिकृत CpG साइटों को प्राथमिकता से पहचानता है और सममित मेथिलिकरण को पुनर्स्थापित करता है, जिससे पैटर्न बेटी कोशिकाओं में कॉपी हो जाते हैं। टीईटी एंजाइम (TET1, TET2, TET3) 5-मेथिलसाइटोसिन को 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन और आगे ऑक्सीकृत ठिकानों में ऑक्सीकृत करते हैं; इन्हें बेस-एक्सिशन रिपेयर के माध्यम से हटाया जा सकता है और अपरिवर्तित साइटोसिन से बदला जा सकता है, जिससे एक सक्रिय डीमेथिलिकरण मार्ग प्रदान होता है, जबकि प्रतिकृति के दौरान मेथिलिकरण को बनाए रखने में विफलता निष्क्रिय डीमेथिलिकरण का कारण बनती है। विरोधी लेखक और मिटाने वाली गतिविधियाँ मिलकर डीएनए मेथिलिकरण को एक गतिशील, रीसेट करने योग्य चिह्न बनाती हैं।

Clinical relevance

DNMT और टीईटी जीन हेमेटोलॉजिकल और अन्य दुर्दमताओं में बार-बार परिवर्तित होते हैं और अनुसंधान दवा लक्ष्यों के रूप में अध्ययन किए जाते हैं, और उनकी गतिविधि एपिजेनोमिक अध्ययनों में व्याख्या किए गए मेथिलोम को आकार देती है। यह प्रविष्टि संदर्भ सामग्री के रूप में उनकी आणविक भूमिकाओं का वर्णन करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

DNMT श्रम का डी नोवो और रखरखाव विभाजन ओकानो और सहयोगियों द्वारा स्थापित किया गया था, और टीईटी एंजाइमों का डीमेथिलिकरण कार्य ताहिलियानी और सहयोगियों द्वारा 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन उत्पादन की पहचान से खोला गया था और इतो और सहयोगियों द्वारा इसकी पुष्टि की गई थी। बर्ड और स्मिथ और मेइस्नर द्वारा की गई समीक्षाएँ इन एंजाइमों को व्यापक मेथिलिकरण चक्र में एकीकृत करती हैं; विशिष्ट संदर्भों में टीईटी-प्रेरित डीमेथिलिकरण के यांत्रिक विवरणों को परिष्कृत किया जाना जारी है।

History

रखरखाव-मेथिलट्रांसफरेज़ की अवधारणा एंजाइमों की आणविक पहचान से बहुत पहले की थी; 1990 के दशक में DNMT1 और फिर DNMT3 डी नोवो एंजाइमों के क्लोनिंग ने लेखन मशीनरी को परिभाषित किया। मेथिलिकरण को सक्रिय रूप से कैसे मिटाया जाता है, इसकी लंबे समय से चली आ रही पहेली 2009 में हल होना शुरू हुई, जब TET1 को 5-मेथिलसाइटोसिन को 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन में ऑक्सीकृत करने के लिए दिखाया गया, जिससे एक एंजाइमी डीमेथिलिकरण मार्ग और जीनोम में एक नया संशोधित आधार सामने आया।

Key figures

• En Li
• Masaki Okano
• Anjana Rao
• Mamta Tahiliani
• Yi Zhang

Seminal works

• okano-1999
• tahiliani-2009
• ito-2010

Frequently asked questions

डी नोवो और रखरखाव मेथिलट्रांसफरेज़ के बीच क्या अंतर है?

डी नोवो एंजाइम (DNMT3A और DNMT3B) नए पैटर्न स्थापित करने के लिए पहले से मेथिलरहित साइटोसिन में मेथिलिकरण जोड़ते हैं, जबकि रखरखाव एंजाइम (DNMT1) डीएनए प्रतिकृति के बाद मौजूदा मेथिलिकरण को नई स्ट्रैंड पर कॉपी करता है।

टीईटी एंजाइम डीएनए मेथिलिकरण को कैसे हटाते हैं?

टीईटी एंजाइम 5-मेथिलसाइटोसिन को 5-हाइड्रॉक्सिमेथिलसाइटोसिन और आगे ऑक्सीकृत रूपों में ऑक्सीकृत करते हैं; इन्हें अपरिवर्तित साइटोसिन में वापस ठीक किया जा सकता है, जिससे एक सक्रिय डीमेथिलिकरण मार्ग प्रदान होता है, या यदि प्रतिकृति के दौरान मेथिलिकरण को बनाए नहीं रखा जाता है तो यह निष्क्रिय रूप से खो सकता है।