CpG岛与DNA甲基化：基因表达的调控机制

在哺乳动物中，DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，对基因表达调控起着至关重要的作用。它最常发生在CpG二核苷酸胞嘧啶的5'位置，约60%至80%的CpG都以甲基化形式存在[38]。

然而，CpG二核苷酸在整个人类基因组中的分布并不均匀。它们以两种主要形式存在：

分散分布： CpG二核苷酸分散分布在DNA序列中，大约每80个二核苷酸中就会出现一个CpG[39]。在70%至90%的基因组中，这些分散分布的CpG二核苷酸通常都被甲基化修饰。
CpG岛（CGI）： CpG二核苷酸成簇出现，形成高聚集状态，被称为CpG岛。人类基因组中大约有29000个CpG岛，约占基因组的1%至2%。CpG岛的长度通常在200个碱基（bp）至几千个碱基（kb）之间，其CpG的频率约为整个基因组的五倍。与分散分布的CpG不同，这些CpG岛通常保持在未甲基化状态[40, 41]。

大约一半的人类基因都含有一个CpG岛[42]，其中约50%的CpG岛富集于基因上游调控区的启动子和/或第一个外显子区域。这些基因大多数是组织特异性表达基因或者管家基因。CpG岛的甲基化状态与基因的表达水平密切相关，未甲基化的CpG岛通常与基因的活跃转录相关，而甲基化的CpG岛则与基因的沉默相关。

总之，CpG二核苷酸的分布和甲基化状态对基因表达调控具有重要意义。CpG岛作为基因组中的特殊区域，在调控基因表达方面发挥着不可或缺的作用，并与多种生物学过程和疾病发生发展密切相关。