Méthylation

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La méthylation est l'attache ou la substitution d'un groupement méthyle sur un substrat. La déméthylation est au contraire, la suppression d'un groupe méthyle sur un substrat.

Rôle et enjeux de la méthylation des métaux[modifier | modifier le code]

Dans la nature, en condition anoxiques des métaux peuvent être méthylé, comme le mercure, généralement à l'inferface entre la zone oxygénée et la zone privée d'oxyègne, dans le sédiment ou dans la couche d'eau qui est en contact avec un sédiment fin et non oxygéné[1], ce qui confère de nouvelles propriétés toxicologiques et écotoxicologiques au mercure qui transformé en méthylmercure devient encore plus toxique, plus mobile et plus bioassimilable. Ceci se produit par exemple et notamment dans les marais, les sédiments de barrages, de réservoir, ou même de réservoirs de castors[2]., les estuaires et les sédiments marins, avec parfois des effets saisonniers ou liés à l'âge du sédiment[2]. Certains microbes méthylent ces métaux et d'autres les « déméthylent » ; ces deux processus peuvent modifier la toxicité des métaux présents dans un environnement.

Rôle dans les cellules vivantes[modifier | modifier le code]

La méthylation de l'ADN[modifier | modifier le code]

La méthylation de l'acide désoxyribonucléique (ADN) est un processus épigénétique dans lequel certaines bases nucléotidiques peuvent être modifiées par l'addition d'un groupement méthyle. Cette modification de l'ADN est effectuée par des enzymes particulières appelées DNMTs pour "DNA methyl-transferase". Chez l'humain il en existe 4, Dnmt1 qui est une méthyl-transferase de maintien dont le rôle principal est de maintenir la méthylation sur les deux brins d'ADN lors de la réplication, Dnmt2 dont le rôle est encore incertain et Dnmt3a et 3b qui partagent une forte homologie et dont le rôle principal est d'ajouter de nouvelles marques de méthylation sur l'ADN (on parle de "de novo DNA methyl-transferase")[3]..

Selon les espèces, plusieurs types de nucléotides méthylés peuvent être rencontrés, principalement les cytosines et les adénines. Chez les vertébrés, le mécanisme est une méthylation de la cytosine en 5-méthylcytosine[4] dans les séquences C-G de l'ADN. Chez d'autres espèces, les séquences de méthylation peuvent être différentes. Chez les bactéries, la méthylation peut intervenir sur les cytosines, mais aussi sur la position N6 des adénines, au niveau de séquences 5'-GATC-3' (site dam).

La méthylation joue un rôle sur divers processus cellulaires : la synchronisation de la réplication du chromosome chez les bactéries, la réparation des mésappariements dans l'ADN (mismatch repair) et aussi sur le niveau d'expression du gène. La relation méthylation/expression peut être complexe : une faible méthylation favorise la transcription mais une forte méthylation, au contraire, l'inhibe. Chez les eucaryotes, lorsque le promoteur d'un gène est méthylé, le gène en aval est en général réprimé et n'est donc plus transcrit en ARNm.

La méthylation de l'ADN agit comme un "patron" qui conditionne l'expression des gènes dans chaque cellule. Ce patron épigénétique est largement programmé et imprimé dans les différentes cellules au cours du développement embryonnaire. Chez les mammifères, le processus de méthylation de l'ADN est de plus influencé ensuite par des facteurs environnementaux : sociaux, nutritionnels et toxicologiques[5]. La méthylation de l'ADN est reconnue comme étant un processus réversible mais les mécanismes exacts de déméthylation sont encore incertains. La voie la mieux caractérisée fait intervenir un processus en plusieurs étapes passant tout d'abord par l'hydroxylation des méthylcytosines via des enzymes de la famille TET. Une autre voie découverte plus récemment de déméthylation implique l'enlèvement de la cytosine méthylée et son remplacement par une cytosine non méthylée, par le biais du système de base excision repair et des enzymes de la famille TDG.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Ullrich, S. M., et al. (2001), Mercury in the aquatic environment: A review of factors affecting methylation, Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 31(3), 241–293, doi:10.1080/20016491089226
  2. a et b Roy, V., Amyot, M., & Carignan, R. (2009). Seasonal methylmercury dynamics in water draining three beaver impoundments of varying age. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences (2005–2012), 114(G2).
  3. (en) 5-Methylcytosine
  4. (en) Szyf M, « The implications of DNA methylation for toxicology: toward toxicomethylomics, the toxicology of DNA methylation. », Toxicol Sci, vol. 120, no 2,‎ 2011, p. 235-55 (PMID 21297083, PMCID PMC3061486, DOI 10.1093/toxsci/kfr024, lire en ligne)

Articles connexes[modifier | modifier le code]