La méthylation est un type de réaction chimique au cours de laquelle des groupes méthyle sont ajoutés à d’autres molécules. Un groupe méthyle a la formule CH3, représentant sa structure en tant qu’atome de carbone auquel trois atomes d’hydrogène sont liés de manière simple. Appelés groupes fonctionnels, les groupes méthyle ne sont qu’un exemple de groupe alkyle, qui ont tous des atomes de carbone et d’hydrogène à liaison simple. Le nombre d’atomes de carbone dans le squelette du groupe alkyle détermine celui dont il s’agit. Les groupes fonctionnels sont les parties des molécules qui provoquent les réactions chimiques caractéristiques associées à la molécule.
Comme le méthyle est un alkyle, la méthylation est une forme d’alkylation. Au cours d’une réaction d’alkylation, le groupe alkyle spécifique est attaché à la molécule en remplaçant un atome d’hydrogène. Dans la méthylation, le groupe méthyle est le groupe fonctionnel qui remplace l’hydrogène. Il existe des centaines de réactions de méthylation différentes qui se produisent dans les systèmes biologiques.
Dans les systèmes biologiques, les enzymes méthytransférase sont nécessaires pour catalyser cette réaction chimique. De nombreux types différents de molécules subissent une méthylation avec l’aide d’enzymes, notamment l’ADN, l’ARN et les protéines. Le modèle est établi au cours du développement embryonnaire et se poursuit tout au long de la vie, car les groupes méthyle sont continuellement perdus et ajoutés aux molécules pertinentes. Il s’agit d’un processus naturel impliqué dans la régulation de l’expression des gènes, le fonctionnement des protéines et le métabolisme de l’ARN. Si ce processus n’avait pas lieu, des effets néfastes sur la santé pourraient survenir.
Un certain nombre de défauts génétiques ont été liés à des anomalies dans ce processus. S’il y a une mutation dans les enzymes méthyltransférase, le syndrome ICF peut en résulter. Ce syndrome est extrêmement rare et les symptômes comprennent des oreilles basses, une langue élargie et une distance accrue entre les yeux. Il s’agit d’un trouble immunitaire qui entraîne de faibles niveaux d’anticorps, de sorte que de nombreux patients meurent de maladies infectieuses avant d’atteindre l’âge adulte.
Certaines formes de cancer ont été associées à des niveaux élevés ou faibles de méthylation de certains gènes. La méthylation d’un gène est utilisée comme marqueur de certaines formes de cancer, par exemple le cancer de la prostate. S’il y a une anomalie dans la méthylation d’un gène qui contrôle la division cellulaire, cela peut conduire à une division cellulaire incontrôlée ou à une croissance tumorale. De plus, s’il y a une mutation dans le gène qui code pour l’ADN méthyltransférase, cela peut conduire à une prolifération de l’enzyme, qui peut à son tour conduire à une augmentation de la méthylation d’un gène particulier.