CG-Suppression

Methylierung und Desaminierung von Cytosin zu Thymin

Die CG-Suppression (oder CpG-Suppression) bezeichnet eine niedrigere Häufigkeit von CpG-Dinukleotiden, vor allem in den Genomen von Wirbeltieren.[1]

Eigenschaften

In somatischen Zellen sind Cytosine in der DNA überwiegend methyliert, bei CpG-Dinukleotiden meistens auf beiden DNA-Strängen.[2] Methylierte Cytosine neigen zur spontanen Desaminierung. Die auf eine Methylierung folgende Desaminierung zu Thymin mindert die Häufigkeit von CpG-Dinukleotiden bei methylierter DNA. Dabei entsteht aus dem CpG ein TpG.[3] Dadurch entsteht eine Häufung von TpG im Genom und, auf dem komplementären zweiten DNA-Strang, seinem komplementären Gegenstück CpA.[4]

Bei einer Desaminierung von unmethyliertem Cytosin entsteht dagegen Uracil, welches im Zuge der DNA-Reparatur wieder korrigiert wird. Unmethylierte CpG-Dinukleotide kommen überwiegend in CpG-Inseln vor, methylierte CpG-Dinukleotide dort nur selten.

Da der GC-Anteil menschlicher DNA bei etwa 42 % liegt, wäre bei gleichmäßiger Verteilung eine Häufigkeit von 0,21², entsprechend 4,41 % zu erwarten. Aufgrund der CG-Suppression kommen CpG-Dinukleotide zu weniger als 1 % im Genom vor.

Literatur

• Y. Iwasaki, T. Abe, N. Okada, K. Wada, Y. Wada, T. Ikemura: Evolutionary changes in vertebrate genome signatures with special focus on coelacanth. In: DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and genomes. Band 21, Nummer 5, Oktober 2014, S. 459–467, doi:10.1093/dnares/dsu012, PMID 24800745, PMC 4195492 (freier Volltext).

Einzelnachweise

1. Guenter Kahl: The Dictionary of Genomics, Transcriptomics and Proteomics. John Wiley & Sons, 2015, ISBN 978-3-527-67866-2, S. 272.
2. Law J, Jacobsen SE: Establishing, maintaining and modifying DNA methylation patterns in plants and animals. In: Nat. Rev. Genet. 11. Jahrgang, Nr. 3, 2010, S. 204–220, doi:10.1038/nrg2719, PMID 20142834, PMC 3034103 (freier Volltext). 
3. International Human Genome Sequencing Consortium: Initial sequencing and analysis of the human genome. In: Nature. 409. Jahrgang, Nr. 6822, Februar 2001, S. 860–921, doi:10.1038/35057062, PMID 11237011. 
4. Donald R. Forsdyke: Evolutionary Bioinformatics. Springer, 2016, ISBN 978-3-319-28755-3, S. 356.