Investigation of structural properties of methylated human promoter regions in terms of DNA helical rise

Abstract

DNA'nın çift sarmal yapısının, genom boyunca homojen olduğu kabul edilmekteydi. Ancak, pek çok çalışmada, DNA'nın fiziksel yapısında, burkulmalar, eğilmeler, kaymalar ve açılmalar gibi lokal sarmal parametrelere ve komşu baz çiftleri arasındaki açılara dayalı değişiklikler olduğu gösterilmiştir. Bu durum, DNA'nın biyolojik fonksiyonlarını nasıl yerine getirdiğini açıklayacak daha iyi bir model sunarken, DNA'nın bilinen fiziksel ve kimyasal özelliklerini de sağlar. Pek çok çalışmada, bazı kanser türlerinde insan promotörlerinin metilasyon durumlarıyla gen ekspresyonu profilleri arasındaki ilişki gösterilmiş olmasına karşın metillenmiş promotörlerin yapısal özelliklerini inceleyen çalışmalara sık rastlanmamaktadır. Bu çalışmada bizim amacımız, insan promotörlerinin, metilasyon durumlarına ve gen ekspresyon profillerine göre sekansa bağlı DNA heliksel açıklığı açısından yapısal farklılıklarını incelemektir. Elde edilen yapısal farklılıkların, genom boyunca insan promotörlerinin metilasyon durumlarını öngören klinik açıdan önemli biyo-belirteçler elde edilmesini sağlayacak diğer çalışmalarda kullanılma potansiyeli vardır.

The infamous double helix structure of DNA was assumed to be a rigid, uniformly observed structure throughout the genomic DNA. However, the differences in physical structure of DNA in terms of local helical parameters such as twist, tilt, roll, rise and angles between adjacent base pairs in B-DNA molecule have been shown in many studies. This observed flexibility satisfies the known physical and chemical properties of DNA while providing a better model to explain how DNA fulfills its biological functions. While the relation between human promoters' methylation status and gene expression profiles in certain cancer types has been established in various studies, the structural properties of methylated promoters were rarely investigated. In this study our goal is to investigate the structural differences between human promoters due to methylation status and gene expression profiles in terms of sequence dependent DNA helical rise. The resulting structural differences have the potential to facilitate further studies to predict the methylation status of human promoters across the whole genome for the investigation of clinically relevant biomarkers in cancer.