Биохимическая модификация, добавляющая метильную группу к ДНК и обычно влияющая на активность генов без изменения последовательности.Метилирование ДНК — это химическая метка, добавляемая к ДНК, которая не меняет последовательность букв, но меняет то, как ДНК считывается. У большинства животных и растений метка представляет собой метильную группу, присоединённую к основанию цитозина, обычно там, где за цитозином следует гуанин (сайт CpG). Когда метилирование находится в регуляторной области гена или рядом с ней, оно, как правило, затрудняет его включение, поскольку метильная группа может блокировать или привлекать белки, регулирующие транскрипцию. Это делает метилирование одним из главных способов, с помощью которых клетки с идентичными геномами — скажем, клетка печени и нейрон — могут так сильно различаться, и оно является центральным механизмом эпигенетики — слоя регуляции, который находится «поверх» генетического кода.
Метилирование ДНК было обнаружено в середине двадцатого века, а его роль в регуляции генов и в инактивации X-хромосомы была установлена в 1970-х и 1980-х годах. Идея о том, что паттерны метилирования могут служить молекулярной записью возраста, была предложена в 2010-х годах.
Ферменты, называемые ДНК-метилтрансферазами, распознают определённые последовательности и переносят метильную группу с молекулы-донора (S-аденозилметионина) на пятый атом углерода цитозина. Паттерн копируется при репликации ДНК: поддерживающий фермент распознаёт метильную метку на старой цепи и ставит такую же метку на новую цепь, поэтому паттерн может наследоваться через клеточные деления. Метильные метки могут также активно удаляться в ходе ряда реакций окисления и репарации, что позволяет паттерну меняться в ответ на развитие или воздействие окружающей среды.
Метилирование измеряют в научных и клинических целях для изучения регуляции генов, классификации опухолей и оценки биологического возраста по образцу ткани.
У млекопитающих большинство сайтов CpG в геноме метилировано, но плотные скопления CpG рядом с сайтами начала генов — так называемые CpG-островки — обычно остаются неметилированными, что противоположно тому, что можно было бы наивно ожидать.