A DNS-metiláció szerepe és megváltozása az öregedés és a daganatos betegségek kialakulása során = Role and alterations of DNA methylation during the aging and cancer

Absztrakt: Napjainkban a genetikai kutatasok mellett egyre inkabb előterbe kerulnek az epigenetikai vizsgalatok, ugyanis az epigenetikai jelensegek – koztuk a DNS-metilacio is – reszt vesznek a fenotipust meghatarozo genek expressziojanak szabalyozasaban, igy szamos betegseg mechanizmusaval osszefuggenek. Jelen osszefoglalo kozlemenyunk celja az epigenetikai mechanizmusok kozul a DNS-metilacio evolucio soran tortenő megjelenesenek, funkcioi valtozatossaganak, illetve az oregedesben es a rakos megbetegedesekben betoltott szerepenek bemutatasa. A DNS-metilacio a prokariotak, az eukariotak, illetve a virusok koreben is megfigyelhető epigenetikai modosulas. A prokariotak es virusok eseten idegen DNS-sel szembeni vedelmi funkciot lat el. A DNS-metilacio prokariotaknal jelentős szereppel bir a transzkripcio regulaciojaban, a replikacio iniciaciojaban, illetve a Dam-iranyitott hibajavitasban. A virusoknal a vedelmi funkcio mellett a terjedesukhoz szukseges kapszid formalasaban is reszt vesz. Az eukariotak eseten a DNS-metilacio szerepet jatszik a kromatinstruktura es a transzkripcio szabalyozasaban, a rekombinacioban, a replikacioban, az X-kromoszoma inaktivaciojaban, a transzpozonok szabalyozasaban es az imprinting jelenseg letrehozasaban. A fenti tulajdonsagok mellett evolucios szereppel is rendelkezik azaltal, hogy megvaltoztatja a DNS mutacios ratajat. Az oregedes soran es a rakos megbetegedesekben kialakulo globalis hipometilacios elteresek genetikai instabilitashoz es spontan mutacios elteresekhez vezethetnek a transzpozonok szabalyozasaban betoltott funkciojuk reven. A lokalis hipermetilacios (peldaul az SFRP1, az SFRP2, a DKK1 es az APC promoterenek hipermetilacioja) valtozasoknak a feherjeexpresszios valtozasok letrehozasaban, ezaltal a rak fenotipus kialakulasaban van jelentős szerepe. Az elvaltozasok altalanos jellege alapjan a fenti eredmenyek a biologiai kor es a betegsegek epigenetikai valtozasok kimutatasan alapulo diagnosztikai es prognosztikai modszerei kutatasanak fontossagat tamasztjak ala. Orv Hetil. 2018; 159(1): 3–15. | Abstract: Besides the genetic research, increasing number of scientific studies focus on epigenetic phenomena – such as DNA methylation – regulating the expression of genes behind the phenotype, thus can be related to the pathomechanism of several diseases. In this review, we aim to summarize the current knowledge about the evolutionary appearance and functional diversity of DNA methylation as one of the epigenetic mechanisms and to demonstrate its role in aging and cancerous diseases. DNA methylation is also characteristic/also appear to prokaryotes, eukaryotes and viruses. In prokaryotes and viruses, it provides defence mechanisms against extragenous DNA. DNA methylation in prokaryotes plays a significant role in the regulation of transcription, the initiation of replication and in Dam-directed mismatch repair. In viruses, it participates not only in defence mechanisms, but in the assembly of capsids as well which is necessary for spreading. In eukaryotes, DNA methylation is involved in recombination, replication, X chromosome inactivation, transposon control, regulation of chromatin structure and transcription, and it also contributes to the imprinting phenomenon. Besides the above-mentioned aspects, DNA methylation also has an evolutionary role as it can change DNA mutation rate. Global hypomethylation appearing during aging and in cancerous diseases can lead to genetic instablility and spontaneous mutations through its role in the regulation of transposable elements. Local hypermethylated alterations such as hypermethylation of SFRP1, SFRP2, DKK1 and APC gene promoters can cause protein expression changes, thus contribute to development of cancer phenotype. DNA methylation alterations during aging in cancerous diseases support the importance of epigenetic research focusing on disease diagnostics and prognostics. Orv Hetil. 2018; 159(1): 3–15.