Binding van een CH$$$_3$$$-groep aan een nucleotide, meestal aan cytosine; epigenetisch mechanisme dat de expressie van een gen kan beïnvloeden
De meest voorkomende vorm van DNA-methylering is de substitutie van een methylgroep op de 5-positie in cytosine. De CH$$$_3$$$-groep beïnvloedt niet de baseparing; hij steekt buiten de dubbele helix en verandert de lokale chemische omgeving. Als gevolg daarvan kan de binding van eiwitten aan DNA veranderen of de manier waarop DNA in nucleosomen gewonden is.
De methylering wordt uitgevoerd door een enzym, DNA-methyltransferase (DNMT), waarvan verschillende varianten bestaan, voor onderhoudsmethylering (het kopiëren van het methyleringspatroon bij DNA replicatie) en de novo-methylering (het methyleren van DNA dat geen methylgroepen draagt). Deze enzymen brengen een methylgroep over van een methyldonor (bijvoorbeeld folaat) naar het DNA. Vanwege de afhankelijkheid van een methyldonor kan DNA-methylering beïnvloed worden door uitwendige factoren.
De mate waarin een genoom is gemethyleerd verschilt enorm per evolutionaire lijn. Planten hebben over het algemeen een hogere graad van methylering dan dieren; verschillende groepen waaronder de modeldieren Caenorhabditis elegans en fruitvlieg, hebben helemaal geen gemethyleerd DNA, vaak ook geen DNMT’s. Ook de DNA-gebieden die gemethyleerd worden verschillen sterk. Bij zoogdieren zijn vooral CpG-regio’s gemethyleerd die veel in promoters zitten; methylering onderdrukt de genexpressie. Echter bij planten zijn vooral de coderende, actief afgeschreven regio’s gemethyleerd. In weer andere gevallen is DNA-methylering hoodzakelijk geassocieerd met mobiele elementen en heterochromatine.
Verondersteld wordt dat DNA-methylering van belang is in de ontwikkeling, met name het vastleggen van het lot en de identiteit van een cel. Maar hoe de grote diversiteit aan DNA-methyleringspatronen te rijmen valt met zo’n basale regulerende functie is niet goed bekend op dit moment.
