yes, therapy helps!
Kas ir epigenetika? Izpratnes atslēgas

Kas ir epigenetika? Izpratnes atslēgas

Novembris 19, 2019

Cik svarīga ir DNS Ģenētiskais kods ir galvenais dzīves gabals , kas cilvēku gadījumā uzglabā informāciju, kas organismam ļauj attīstīties starp gandrīz 20000 gēnu, kas veido genomu. Visām vienas ķermeņa šūnām ir viena un tā pati DNS.

Tātad, kā tas ir iespējams, ka viņi rīkojas citādi? Vai drīzāk, kā neirons ir neirons, nevis hepatocīts, ja tie rada vienu un to pašu DNS? Atbilde slēpjas epigenetikā .

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

Kas ir epigenetika?

Kaut arī tajā ir informācija, dezoksiribonukleīnskābes ķēde nav viss, jo ir svarīga sastāvdaļa, kas ir vide. Šeit nāk termins epigenetics, "par ģenētiku" vai "bez ģenētikas".


Pastāv faktori, kas nav saistīti ar regulējamo ģenētisko kodu dažādu gēnu izpausme, bet vienmēr saglabājot DNS sekvenci neskartu. Tas ir mehānisms, kam ir būtiska nozīme: ja vienlaikus būtu aktīvi visi gēni, tas nebūtu labs, kam nepieciešams kontrolēt izteicienu.

Terminu "epigenetics" 1942. gadā iedvesmoja Skotijas ģenētikas konrada Hal Vaddingtons, lai apzīmētu gēnu un vides attiecību izpēte .

Šo piemēru vienkāršs veids, kā saprast epigenēzi, bija man labs draugs: ja mēs domājam, ka DNS ir bibliotēka, gēni ir grāmatas un gēnu izteiksme ir bibliotekārs. Bet pašas bibliotēkas, putekļi, plaukti, ugunsgrēki ... viss, kas traucē vai palīdz bibliotēkotājam piekļūt grāmatām, būtu epigenetika.


Realitāte ir tā Cilvēka genoms sastāv no vairāk nekā 20000 gēnu , bet vienlaikus tie ne vienmēr ir aktīvi. Atkarībā no šūnu veida tas ir, kādā attīstības stadijā ir organisms vai pat vide, kurā dzīvo indivīds, būs daži aktīvi gēni, bet citi nebūs. Piemēram, tas atļauj tādu proteīnu grupas klātbūtni, kas ir atbildīga par gēnu ekspresijas kontroli, nemainot DNS sekvenci, tas ir, neradot mutācijas vai translocācijas.

Zinot epigenomu

Epigenomu jēdziens radās kā epigenetikas parādīšanās sekas, un tas nav vairāk nekā visas sastāvdaļas, kas ir daļa no šīs gēnu ekspresijas regulēšanas.

Atšķirībā no genoma, kas saglabājas stabils un nav maināms no dzimšanas līdz vecumam (vai vajadzētu būt), epigenome ir dinamiska un mainīga. Visā attīstībā tas mainās, var ietekmēt vide , un tas nav tas pats saskaņā ar šūnas tipu. Lai radītu ietekmi uz vidi, ir redzams, ka patērējošā tabaka negatīvi ietekmē epigenomu, kas veicina vēža parādīšanos.


Pirms turpināt, ir nepieciešams īss ģenētikas pārskats, lai izprastu DNS mērķi. Ģenētiskais kods satur gēnus, bet tieši tādēļ tam nebūtu seku. Kopumā ir nepieciešams, ka tiek saukts olbaltumvielu komplekss RNS polimerāze "lasīt" šo gēnu un to pārrakstu uz cita veida nukleīnskābes ķēdi, ko sauc par "messenger RNS" (mRNA), kas sastāv tikai no izlasītā gēna fragmenta.

Ir nepieciešams, lai šis iegūtais RNS pārvērstu galaproduktā, kas nav neviens cits kā olbaltumviela, ko veido cita molekulārais komplekss, kas pazīstams kā ribosoms, kas sintezē olbaltumvielu no mRNS. Ja ir skaidrs, kā tas darbojas, es turpinu.

Epigenētiskie mehānismi

DNS ir ļoti liela struktūra, kuras gadījumā cilvēkiem ir gandrīz divu metru garums, kas ir daudz lielāks par jebkura šūnas diametru.

Daba ir gudra, un tā ir atradusi metodi, kas krasi samazina izmēru un iesaiņo to šūnu kodolā: pateicoties strukturālās olbaltumvielas, ko sauc par "histones" , kas ir grupēti astoņās grupās, lai veidotu nukleozīmu, atbalsta DNS ķēdi tā, ka tā aptīšanas ap to un atvieglotu locīšanas.

DNS ķēde nav pilnībā kompakta, atstājot vairāk brīvo daļu šūnai, lai veiktu tās funkcijas. Patiesība ir tāda, ka locīšana ļauj grūti nolasīt gēnus ar RNS polimerāzi, tādēļ tā ne vienmēr tiek salīmēta tādā pašā veidā dažādās šūnās. Neļaujot piekļūt RNS polimerāzei, jūs esat kontrolējot gēnu izteiksmi nemainot sekvenci.

Tas būtu ļoti vienkārši, ja tas būtu tikai tas, bet epigenome Tas arī izmanto ķīmiskos marķierus . Vislabāk zināms ir DNS metilācija, kas sastāv no metilgrupas (-CH3) saistīšanas ar dezoksiribonukleīnskābi.Šī zīme, atkarībā no tā izvietojuma, var gan stimulēt gēna lasīšanu, gan novērst tā nonākšanu ar RNS polimerāzi.

Vai epigenomu ir mantojis?

Nenovēršams genoms ir mantots no katra indivīda vecāka. Bet vai tas pats notiek ar epigenomu? Šis jautājums ir radījis daudz strīdu un šaubu.

Atcerieties, ka atšķirībā no ģenētiskā koda epigenome ir dinamiska. Ir zinātniskās grupas, kas ir pārliecinātas, ka tā ir arī mantota, un visizplatītākais piemērs ir tas, ka ciemats Zviedrijā dzīvo ilgāk kā senbērnu mazbērni, it kā tas būtu epigenetikas rezultāts.

Galvenā problēma ar šāda veida pētījumiem ir tāda, ka tie neapraksta procesu, bet ir tikai pieņēmumi bez demonstrācijas, kas atrisina šaubas.

Attiecībā uz tiem, kas uzskata, ka epigenome nav iedzimta, tie balstās uz pētījumu, kurā atklāj gēnu ģimeni, kuru galvenā funkcija ir restartējiet epigenomu zigotā . Tomēr tajā pašā pētījumā ir skaidri redzams, ka epigenome neatjaunojas pilnībā, bet 5% gēnu izvairās no šī procesa, atstājot nelielas durvis atvērtas.

Epigenetikas nozīme

Vērtība, kas tiek pievērsta epigenetikas izpētei, ir tā, ka tas var būt veids, kā to izdarīt izpētīt un izprast dzīves procesus piemēram, novecošana, garīgi procesi vai cilmes šūnas.

Joma, kurā iegūst vairāk rezultātu, ir vēža bioloģijas izpratne, meklējot mērķus, lai radītu jaunas farmakoloģiskās terapijas, lai cīnītos pret šo slimību.

Novecošana

Kā minēts iepriekš tekstā, epigenome katrā šūnā mainās atkarībā no attīstības pakāpes, kurā tā ir.

Ir pētījumi, kas to ir pierādījuši. Piemēram, ir novērots, ka genoms atšķiras cilvēka smadzenēs no dzimšanas brīža līdz pilnīgai vecuma sasniegšanai līdz pat vecumdienām. Novecošanās laikā izmaiņas atkal notiek, bet šoreiz lejup, nevis uz augšu.

Šajā pētījumā viņi koncentrējās uz DNN metilēšanu, redzot, ka tie pieauguši pusaudža gados un novecojuši vecumā. Šajā gadījumā metilācijas trūkums kavē RNS polimerāzes darbību , kas noved pie neironu efektivitātes samazināšanās.

Kā pieteikums izpratnei par novecošanu, tiek veikts pētījums, kurā DNS metilizācijas modeļi tiek izmantoti asinsritu šūnās kā bioloģiskā vecuma rādītāji. Reizēm hronoloģiskais vecums nesakrīt ar bioloģisko vecumu, un, izmantojot šo modeli, var precīzi zināt pacienta veselības stāvokli un mirstību.

Vēzis un patoloģijas

Vēzis sastāv no šūnas, kas kāda iemesla dēļ vairs nav specializējusies izcelsmes audos un sāk uzvesties tā, it kā tā būtu nediferencēta šūna, neierobežojot tās izplatīšanos vai pārvietošanu uz citiem audiem.

Pēc loģikas, ir normāli domāt, ka izmaiņas epigenomā var izraisīt vēža šūnas rašanos ietekmējot gēnu ekspresiju.

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

Pašlaik mērķis ir pētīt, vai epigenetika ietekmē cita veida patoloģijas. Ir pierādījumi, kas liecina, ka tā ir iesaistīta arī arteriosklerozes un dažu veidu garīgās slimības.

Medicīnas lietojumi

Farmācijas nozarei ir acu uzmetiena uz epigenomu, kas, pateicoties tā dinamismam, ir realizējams mērķis turpmākajai terapijai. Tie jau tiek īstenoti praksē ārstēšana dažos vēža veidos , galvenokārt leikēmijas un limfomas, kur zāles ir vērstas uz DNS metilāciju.

Jāatzīmē, ka tas ir efektīvs, kamēr vēža izcelsme ir epigēna, nevis cita, piemēram, mutācijas dēļ.

Tomēr lielākais izaicinājums ir iegūt visu informāciju par cilvēka epigenomu, sekojot cilvēka genomam. Ar plašākām zināšanām nākotnē jūs varētu izstrādāt vairāk personalizētu ārstēšanu un individuāli, lai varētu uzzināt bojātā vietas šūnu vajadzības konkrētā pacientā.

Zinātnei nepieciešams vairāk laika

Epigenetika ir diezgan nesenā pētījumu joma, un, lai to vairāk izprastu, ir vajadzīgi turpmāki pētījumi.

Jābūt skaidram, ka ir epigenetika sastāv no ģenētiskās izteiksmes noteikumiem kas neizmaina DNS sekvenci. Piemēram, nav neparastas kļūdas, piemēram, pieminējot epigenetikas gadījumus.


The biology of our best and worst selves | Robert Sapolsky (Novembris 2019).


Saistītie Raksti