La méthylation de l’ADN est le processus biologique par lequel un groupe méthyle, qui est un groupe fonctionnel organique de formule CH3, est ajouté au nucléotide de l’ADN. L’ADN, ou acide désoxyribonucléique, est un acide nucléique important qui stocke l’information génétique d’un organisme donné. Il est composé de quatre molécules différentes appelées nucléotides ; ceux-ci sont appelés adénine, cytosine, guanine et thymine. Par méthylation de l’ADN, un groupe méthyle peut être attaché à un atome de carbone sur la cytosine ou à un atome d’azote sur l’adénine. L’ajout d’un groupe méthyle à ces nucléotides peut servir à de nombreuses fins biologiques importantes, telles que la suppression des informations génétiques virales potentiellement nocives présentes dans le génome humain.
L’ADN de nombreux types d’organismes différents peut subir une méthylation de l’ADN, bien qu’il ne remplisse pas toujours nécessairement la même fonction. Chez les plantes, par exemple, les scientifiques pensent que la méthylation se produit pour désactiver des gènes qui pourraient autrement provoquer des mutations nocives. Chez les champignons, ce processus est utilisé pour modérer et contrôler l’expression de certains gènes en fonction des conditions particulières affectant le champignon. La méthylation chez les mammifères modère et inhibe de la même manière l’expression de certains gènes; en outre, il est impliqué dans la production de chromatine, un complexe protéine-ADN qui constitue la structure des chromosomes.
Diverses enzymes ou protéines qui catalysent les réactions biochimiques sont nécessaires pour attacher un groupe méthyle aux nucléotides de l’ADN. La famille spécifique d’enzymes nécessaires à la méthylation de l’ADN est connue sous le nom d’ADN méthyltransférase. La méthylation de l’ADN a tendance à suivre un schéma ; une fois qu’un nucléotide est méthylé, des copies de ce nucléotide seront également méthylées après la réplication de l’ADN qui se produit normalement au cours de la division cellulaire. Les méthyltransférases de novo sont responsables de la méthylation initiale qui se produit au début du développement. Les méthyltransférases de maintenance ajoutent des groupes méthyle aux nucléotides produits par la réplication de l’ADN ; ils garantissent que les copies d’ADN méthylé sont également méthylées.
Les scientifiques utilisent de nombreuses méthodes différentes pour détecter la méthylation de l’ADN dans des échantillons d’ADN. De telles méthodes peuvent être utilisées pour déterminer la méthylation d’un brin d’ADN donné et pour déterminer quels gènes spécifiques sont affectés par la méthylation. Les deux principaux objectifs des différentes techniques d’analyse de la méthylation de l’ADN sont le profilage et le typage. Le profilage vise à caractériser la méthylation d’un génome entier ou d’un échantillon génétique de taille similaire. Le typage vise à examiner la méthylation de quelques gènes ou segments d’ADN sur de nombreux échantillons afin de garantir l’exactitude et de détecter les différences dans différents échantillons.