sitio CPG


Los sitios CpG o sitios CG son regiones de ADN donde un nucleótido de citosina es seguido por un nucleótido de guanina en la secuencia lineal de bases a lo largo de su dirección 5' → 3' . Los sitios CpG ocurren con alta frecuencia en regiones genómicas llamadas islas CpG (o islas CG ).

Las citosinas en los dinucleótidos CpG se pueden metilar para formar 5-metilcitosinas . Las enzimas que agregan un grupo metilo se llaman ADN metiltransferasas . En los mamíferos, del 70% al 80% de las citosinas CpG están metiladas. [1] La metilación de la citosina dentro de un gen puede cambiar su expresión, un mecanismo que forma parte de un campo más amplio de la ciencia que estudia la regulación génica que se llama epigenética . Las citosinas metiladas a menudo mutan a timinas .

En humanos, alrededor del 70% de los promotores ubicados cerca del sitio de inicio de la transcripción de un gen (promotores proximales) contienen una isla CpG. [2] [3]

CpG es la abreviatura de 5'—C—fosfato—G—3' , es decir, citosina y guanina separadas por un solo grupo fosfato ; el fosfato une dos nucleósidos cualesquiera en el ADN. La notación CpG se utiliza para distinguir esta secuencia lineal monocatenaria del apareamiento de bases CG de citosina y guanina para secuencias bicatenarias. Por lo tanto, la notación CpG debe interpretarse como que la citosina es 5 prima con respecto a la base de guanina. CpG no debe confundirse con GpC , esto último significa que una guanina va seguida de una citosina en la dirección 5' → 3' de una secuencia monocatenaria.

Durante mucho tiempo se ha observado que los dinucleótidos CpG ocurren con una frecuencia mucho más baja en la secuencia de los genomas de vertebrados de lo que se esperaría debido al azar. Por ejemplo, en el genoma humano, que tiene un contenido de GC del 42 % , [4] se esperaría que ocurriera en ese momento un par de nucleótidos consistentes en citosina seguida de guanina. La frecuencia de los dinucleótidos CpG en los genomas humanos es menos de una quinta parte de la frecuencia esperada. [5]

Esta infrarrepresentación es una consecuencia de la alta tasa de mutación de los sitios CpG metilados: la desaminación espontánea de una citosina metilada da como resultado una timina , y las bases incompatibles G:T resultantes a menudo se resuelven incorrectamente en A:T; mientras que la desaminación de la citosina no metilada da como resultado un uracilo , que como base extraña se reemplaza rápidamente por una citosina mediante el mecanismo de reparación por escisión de la base . La tasa de transición de C a T en los sitios CpG metilados es aproximadamente 10 veces mayor que en los sitios no metilados. [6] [7] [8] [9]


un sitio CpG, es decir , la secuencia de nucleótidos "5'-C-fosfato-G-3'", se indica en una cadena de ADN (en amarillo). En la hebra de ADN inversa (en azul), se muestra el sitio 5'-CpG-3' complementario. También se indica una separación de bases CG entre las dos cadenas de ADN (derecha)
Cómo la metilación de los sitios CpG seguida de desaminación espontánea conduce a la falta de sitios CpG en el ADN metilado. Como resultado, se crean islas CpG residuales en áreas donde la metilación es rara y los sitios CpG se adhieren (o donde la mutación C a T es muy perjudicial).
Una imagen que muestra un mecanismo evolutivo hipotético detrás de la formación de islas CpG.
Inicio de la desmetilación del ADN en un sitio CpG.
Desmetilación de 5-Metilcitosina (5mC) en ADN neuronal.
La metilación de CpG contribuye a la expansión del genoma y, en consecuencia, al agotamiento de CpG. Esta imagen muestra un genoma sin TE y sitios CpG no metilados, y la inserción y transposición de un TE conducen a la metilación y silenciamiento del TE. A través del proceso de metilación de CpG se encuentra una disminución de CpG. [60]