Kas ir epigenetika? Izpratnes atslēgas

Cik svarīga ir DNS. Ģenētiskais kods ir galvenais dzīves elements, ka cilvēku gadījumā tā saglabā informāciju, kas ļauj organismam attīstīties starp gandrīz 20 000 gēnu, kas veido genomu. Visām vienas ķermeņa šūnām ir vienāda DNS.

Tātad, kā tas ir iespējams, ka viņi darbojas atšķirīgi? Vai drīzāk, kā neirons ir neirons, nevis hepatocīts, ja tie uzrāda to pašu DNS? Atbilde ir epigenetikā.

• Saistīts raksts: "Ģenētika un uzvedība: vai gēni izlemj, kā mēs rīkojamies?"

Kas ir epigenetika?

Lai gan tajā ir informācija, deoksiribonukleīnskābes ķēde nav viss, jo pastāv būtiska sastāvdaļa, kas ir vide. Šeit nāk termins "epigenetika", "par ģenētiku" vai "papildus ģenētikai"..

Pastāv faktori, kas ir ārpus ģenētiskā koda, kas regulē dažādu gēnu ekspresiju, bet vienmēr saglabājot DNS sekvences neskartu. Tas ir mehānisms, kam ir svarīga nozīme: ja visi gēni bija vienlaicīgi aktīvi, tas nebūtu nekāds labums, par kuru ir nepieciešama kontrole pār izteiksmi..

Terminu “epigenetika” 1942. gadā radīja Skotijas ģenētists Conrad Hal Waddington gēnu un vides attiecību izpēte.

Vienkāršs veids, kā saprast epigenēzi, man ar labu piemēru man deva labs draugs: ja uzskatām, ka DNS ir bibliotēka, gēni ir grāmatas un ģenētiskā izpausme ir bibliotekārs. Bet pašas bibliotēkas, putekļi, plaukti, ugunsgrēki ... viss, kas novērš vai palīdz bibliotekāram piekļūt grāmatām, būtu epigenetika.

Patiesība ir tā Cilvēka genoms sastāv no vairāk nekā 20 000 gēnu, bet tie ne vienmēr darbojas vienlaicīgi. Atkarībā no šūnas veida tas ir, kādā attīstības stadijā ir organisms vai pat vide, kurā indivīds dzīvo, tur būs daži aktīvi gēni un citi nebūs. To pieļauj olbaltumvielu grupas klātbūtne, kas ir atbildīga par gēnu ekspresijas kontroli, nemainot DNS sekvences, tas ir, piemēram, neradot mutācijas vai translokācijas..

Zinot epigenomu

Epigenoma jēdziens ir dzimis epigenetikas parādīšanās rezultātā, un tas nav vairāk par visām sastāvdaļām, kas ir daļa no šīs gēnu ekspresijas regulēšanas..

Atšķirībā no genoma, kas saglabājas stabils un nemainīgs no dzimšanas līdz vecumam (vai tam vajadzētu būt), epigenoms ir dinamisks un mainīgs. Visā attīstībā tā mainās, var ietekmēt vide, un tas nav vienāds pēc šūnas veida. Lai panāktu ietekmi uz vidi, ir redzams, ka tabakas patēriņš negatīvi ietekmē epigenomu, kas veicina vēža parādīšanos..

Pirms turpināt, ir nepieciešams īss ģenētikas apskats, lai izprastu DNS mērķi. Ģenētiskais kods satur gēnus, bet tieši tāpēc tam nebūtu nekādu seku. Kopumā ir nepieciešams, lai tiktu izsaukts proteīnu komplekss RNS polimerāze "lasa" šo gēnu un pārraksta to uz cita veida nukleīnskābes ķēdi, ko sauc par "kurjera RNS" (mRNS), kas sastāv tikai no lasītā gēna fragmenta.

Ir nepieciešams, lai šī iegūtā RNS tiktu pārvērsta galaproduktā, kas nav cits kā proteīns, ko veido cits molekulārais komplekss, kas pazīstams kā ribosoma, kas sintezē proteīnu no mRNS. Esmu pārliecināts, kā tas darbojas.

Epigenetiskie mehānismi

DNS ir ļoti liela struktūra, kas cilvēkiem ir gandrīz divu metru garumā, kas ir daudz lielāka nekā jebkuras šūnas diametrs.

Daba ir gudra un atrada metodi, lai krasi samazinātu izmēru un iepakotu to šūnas kodolā: pateicoties strukturālās olbaltumvielas, ko sauc par "histoniem", kas grupēti astoņās grupās, veidojot nukleozomu, atbalsta DNS ķēdi, lai aptītu to un atvieglotu locīšanu.

DNS ķēde nav kompakta, atstājot šūnai vairāk brīvu daļu funkciju veikšanai. Patiesība ir tāda, ka locīšana padara gēnu nolasīšanu ar RNS polimerāzi grūti, tāpēc dažādās šūnās tas ne vienmēr tiek salocīts. Neļaujot piekļūt RNS polimerāzei, jūs esat kontrolējot gēnu ekspresiju nemainot secību.

Būtu ļoti vienkārši, ja tā būtu tikai šī, bet epigenome Tā izmanto arī ķīmiskos marķierus. Vispazīstamākais ir DNS metilēšana, kas sastāv no metilgrupas (-CH3) saistīšanās ar dezoksiribonukleīnskābi. Šī zīme, atkarībā no tās izvietojuma, var gan stimulēt gēna nolasīšanu, gan novērst tā sasniegšanu ar RNS polimerāzi..

Vai iedzimta epigenome?

Ģenoms, kas ir nemainīgs, ir mantots katram indivīda vecākam. Bet vai tas pats notiek ar epigenome? Šis temats ir radījis daudz strīdu un šaubu.

Atcerieties, ka atšķirībā no ģenētiskā koda epigenoms ir dinamisks. Ir zinātniskas grupas, kas ir pārliecinātas, ka tas ir arī mantojums, un visizplatītākais piemērs, kas tiek atklāts, ir ciemats Zviedrijā, kur vecvecāku mazbērni, kuri piedzīvoja badu, dzīvo ilgāk, it kā tas būtu epigenetikas rezultāts..

Šāda veida pētījumu galvenā problēma ir tāda, ka tie nepārraksta procesu, bet ir tikai pieņēmumi bez demonstrācijas, kas atrisina šaubas..

Attiecībā uz tiem, kas uzskata, ka epigenome nav mantojama, tās pamatā ir pētījums, kas atklāj gēnu ģimeni, kuras galvenā funkcija ir restartējiet epigenomu zigotā. Tomēr tajā pašā pētījumā ir skaidrs, ka epigenome pilnībā nepārstājas, bet 5% gēnu izbēg no šī procesa, atstājot mazas durvis atvērtas.

Epigenetikas nozīme

Nozīmīgums, kas tiek piešķirts epigenetikas pētījumam, ir tas, ka tas var būt ceļš uz izpētīt un saprast dzīves procesus piemēram, novecošanās, garīgie procesi vai cilmes šūnas.

Joma, kurā iegūst vairāk rezultātu, ir izpratne par vēža bioloģiju, meklējot mērķus radīt jaunas farmakoloģiskas terapijas, lai cīnītos pret šo slimību..

Novecošana

Kā jau minēts tekstā, epigenome katrā šūnā mainās atkarībā no attīstības stadijas, kurā persona ir.

Ir pētījumi, kas to pierādījuši. Piemēram, tas ir novērots genoms atšķiras cilvēka smadzenēs no dzimšanas līdz brieduma laikam, kamēr pieaugušo vecumā līdz vecumam ir stabils. Novecošanas laikā atkal mainās, bet šoreiz lejup, nevis augšup.

Šim pētījumam tika pievērsta uzmanība DNS metilācijām, redzot, ka tās radīja vairāk pusaudža vecumā un samazinājās vecumā. Šajā gadījumā, metilēšanas trūkums kavē RNS polimerāzes darbību, kas noved pie neironu efektivitātes samazināšanās.

Kā pieteikums novecošanās izpratnei ir pētījums, kurā tiek izmantoti DNS metilēšanas modeļi asins līnijas šūnās kā bioloģiskā vecuma rādītāji. Reizēm hronoloģiskais vecums nesakrīt ar bioloģisko vecumu, un, izmantojot šo modeli, pacienta veselību un mirstību varētu noteikt konkrētā veidā.

Vēzis un patoloģijas

Vēzis ir šūna, kas kādu iemeslu dēļ vairs nav specializējusies tās izcelsmes audos un sāk rīkoties tā, it kā tā būtu nediferencēta šūna, neierobežojot tās izplatīšanos vai pārvietojoties uz citiem audiem..

Loģiski, ka ir normāli domāt, ka izmaiņas epigenomē var izraisīt šūnu vēzi ietekmējot gēnu ekspresiju.

DNS ir gēni, kas pazīstami kā "vēža nomācēji".; tās nosaukums norāda, kāda ir tās funkcija. Nu, dažos vēža gadījumos ir redzams, ka šie gēni tiek metilēti, lai tie inaktivētu gēnu.

Pašlaik mērķis ir izpētīt, vai epigenetika ietekmē cita veida patoloģijas. Ir pierādījumi, kas liecina, ka tas ir iesaistīts arī arteriosklerozē un dažos garīgās slimības veidos.

Medicīniskās lietojumprogrammas

Farmaceitiskā rūpniecība saskaras ar epigēnumu, kas, pateicoties tās dinamikai, ir iespējams turpmāko terapiju mērķis. Tie jau tiek īstenoti praksē ārstēšana dažos vēža veidos, galvenokārt leikēmijās un limfomās, kur zāles mērķē DNS metilēšanu.

Jāatzīmē, ka tas ir efektīvs tik ilgi, kamēr vēža izcelsme ir epigenetiska, nevis cita, piemēram, mutācija..

Tomēr lielākais izaicinājums ir iegūt visu informāciju par cilvēka epigenomu, sekojot cilvēka genoma secībai. Ar plašākām zināšanām nākotnē jūs varētu izstrādāt personalizētākas procedūras un individuāli, lai spētu uzzināt bojātās zonas šūnu vajadzības konkrētā pacientā.

Zinātnei nepieciešams vairāk laika

Epigenetika ir salīdzinoši nesena pētniecības joma, un ir nepieciešams turpināt pētījumus, lai labāk izprastu šo tēmu.

Ir jābūt skaidrai, ka epigenetika sastāv no ģenētiskās izteiksmes noteikumiem kas nemaina DNS secību. Nav nekas neparasts atrast kļūdainas atsauces uz epigenetiku, piemēram, mutāciju gadījumos.