File:Replicat-mCpG step1.png

Deutsch: Bilderserie, Schritte 1 bis 6; Replikation und Reparatur mithilfe von hemimethyliertem CpG. Schritte 1 bis 6 sind die Dateien "Replicat-mCpG step1.png" bis "Replicat-mCpG step6.png"

1. Vor der DNA-Replikation sind im betrachteten Beispielabschnitt die CpG-Dinukleotide in beiden Strängen am Cytosin methyliert.

2. Während der DNA-Replikation kommt es beispielsweise zu einem Fehler: Statt eines Thymidintriphosphat-Moleküls wird ein Cytidintriphosphat verwendet. Dadurch wird an der entsprechenden Stelle die komplementäre Basenpaarung aufgehoben.

3. Nach Abschluss der DNA-Replikation im Beispielabschnitt liegt der DNA-Doppelstrang hemimethyliert vor. Das heißt, der alte Strang ist methyliert, der neue nicht. Ein Protein-Komplex bindet an die halbseitig methylierten CpG-Stellen (Hemi-mCpG-Np95-Dnmt1) und ermöglicht ein nachträgliche, neustrang-spezifische Reparatur bis in einen Bereich hinein, in welchem der DNA-Doppelstrang bereits beginnt, sich mit den Histonen zum Chromatin zu assemblieren (Keh-Yang Wang, Chun-Chang Chen, Shih-Feng Tsai, Che-Kun James Shen: Epigenetic Enhancement of the Post-replicative DNA Mismatch Repair of Mammalian Genomes by a Hemi-mCpG-Np95-Dnmt1 Axis. In: Scientific Reports. 6, 2016, S. 37490, doi:10.1038/srep37490. PMC 5122852. PMID 27886214).

4. Die Stelle der Fehlpaarung wird erkannt. Von den beiden Möglichkeiten Adenosinmonophosphat und Cytidinmonophosphat wird das Cytidinmonophosphat ausgeschnitten, das im nichtmethylierten Strang liegt. Tymidintriphosphat wird verwendet, um die Lücke zu schließen.

5. Der reparierte DNA-Doppelstrang liegt im hemimethylierten Zustand vor.

6. Durch die Übertragung von Methylgruppen auf die Nukleobase Cytosin in den CpG-Dinukleotiden wird der Grundzustand wiederhergestellt.