Metilēšana ir ķīmiskas reakcijas veids, kuras laikā metilgrupas tiek pievienotas citām molekulām. Metilgrupai ir formula CH3, kas attēlo tās struktūru kā oglekļa atomu, kuram ir atsevišķi saistīti trīs ūdeņraža atomi. Metilgrupas, ko dēvē par funkcionālajām grupām, ir tikai viens alkilgrupas piemērs, kurām visām ir atsevišķi saistīti oglekļa un ūdeņraža atomi. Oglekļa atomu skaits alkilgrupas mugurkaulā nosaka, kurš tas ir. Funkcionālās grupas ir molekulu daļas, kas izraisa raksturīgās ķīmiskās reakcijas, kas saistītas ar molekulu.
Tā kā metilgrupa ir alkilgrupa, metilēšana ir alkilēšanas veids. Alkilēšanas reakcijas laikā konkrētā alkilgrupa tiek pievienota molekulai, aizstājot ūdeņraža atomu. Metilēšanas laikā metilgrupa ir funkcionālā grupa, kas aizstāj ūdeņradi. Bioloģiskās sistēmās notiek simtiem dažādu metilēšanas reakciju.
Bioloģiskās sistēmās, lai katalizētu šo ķīmisko reakciju, ir nepieciešami metiltransferāzes enzīmi. Daudzu dažādu veidu molekulas tiek metilētas ar enzīmu palīdzību, tostarp DNS, RNS un proteīniem. Šis modelis tiek noteikts embrionālās attīstības laikā un turpinās visu mūžu, jo metilgrupas tiek nepārtraukti zaudētas un pievienotas attiecīgajām molekulām. Tas ir dabisks process, kas ir iesaistīts gēnu ekspresijas regulēšanā, olbaltumvielu funkcionēšanā un RNS metabolismā. Ja šis process nenotiks, var rasties kaitīga ietekme uz veselību.
Vairāki ģenētiski defekti ir saistīti ar novirzēm šajā procesā. Ja ir metiltransferāzes enzīmu mutācija, var rasties ICF sindroms. Šis sindroms ir ārkārtīgi reti sastopams, un simptomi ir zemas ausis, palielināta mēle un palielināts attālums starp acīm. Tas ir imūnsistēmas traucējums, kas izraisa zemu antivielu līmeni, tāpēc daudzi pacienti mirst no infekcijas slimības, pirms viņi ir sasnieguši pilngadību.
Dažas vēža formas ir saistītas ar augstu vai zemu noteiktu gēnu metilēšanas līmeni. Tas, vai gēns ir metilēts, tiek izmantots kā marķieris dažām vēža formām — viens piemērs ir prostatas vēzis. Ja rodas novirzes gēna metilēšanā, kas kontrolē šūnu dalīšanos, tas var izraisīt nekontrolētu šūnu dalīšanos vai audzēja augšanu. Turklāt, ja gēnā, kas kodē DNS metiltransferāzi, ir mutācija, tas var izraisīt fermenta proliferāciju, kas savukārt var izraisīt konkrēta gēna metilēšanas palielināšanos.