yes, therapy helps!
Mis on epigeneetika? Mõistmise võtmed

Mis on epigeneetika? Mõistmise võtmed

Märts 2, 2024

Kui tähtis on DNA Geneetiline kood on võtmetegur , mis inimeste puhul salvestab infot, mis võimaldab organismil areneda ligikaudu 20 000 genoomi moodustava geeni seas. Kõigil sama keha rakkudel on sama DNA.

Niisiis, kuidas on võimalik, et nad tegutsevad erinevalt? Või pigem, kuidas neuron on neuron ja mitte hepatotsüüt, kui nad esitavad sama DNA-d? Vastus on epigeneetikas .

  • Seotud artikkel: "Geneetika ja käitumine: kas geenid otsustavad, kuidas me tegutseme?"

Mis on epigeneetika?

Kuigi see sisaldab teavet, on deoksüribonukleiinhappe ahel mitte kõike, sest seal on tähtis komponent, mis on keskkond. Siin on termin "epigenetics", "geneetika kohta" või "lisaks geneetikale".


Geneetilise koodi väliseid tegureid reguleerivad tegurid erinevate geenide ekspressioon, kuid alati DNA järjestuse puutumata. See on mehhanism, mis on selle asjakohasus: kui kõik geenid oleksid samal ajal aktiivsed, ei oleks see mingit kasu, mille jaoks on vajalik ekspressiooni kontroll.

Terminit epigeneetikat tegi Šotimaa geneetik Conrad Hal Waddington 1942. aastal, et viidata geenide ja keskkonna suhte uurimine .

Selle näite jaoks andis hea sõber mulle lihtsa viisi epigeneesi mõista: kui me arvame, et DNA on raamatukogu, on geenid raamatud ja geeniekspressioon on raamatukoguhoidja. Kuid raamatukogud ise, tolm, riiulid, tulekahjud ... kõik, mis takistab või aitab raamatukoguhoidjal raamatutele juurde pääseda, oleks epigeneetika.


Reaalsus on see Inimese genoom koosneb enam kui 20000 geenist , kuid need ei ole alati üheaegselt aktiivsed. Sõltuvalt rakkude tüübist on see, millises arengujärgus on organism või isegi keskkond, kus inimene elab, on mõned aktiivsed geenid, teised ei tee seda. Näiteks võimaldab see valgu grupi olemasolu, mis vastutab geeni ekspressiooni kontrollimise eest ilma DNA järjestuse muutmiseta, st mutatsioonide või translokatsioonide tekitamata.

Epigenome teadmine

Epigenoomide kontseptsioon sündis epigeneetikate ilmingute tagajärjel ja ei ole suurem kui kõik komponendid, mis on selle geeniekspressiooni regulatsiooni osa.

Erinevalt genoomi, mis jääb stabiilseks ja muutumatuks sünnist kuni vanakseni (või peaks olema), on epigenoom dünaamiline ja muutuv. Kogu selle areng muutub, võib mõjutada keskkonda , ja see ei ole sama vastavalt rakkude tüübile. Keskkonnamõju avaldamiseks on näha, et tarbiv tubakas mõjutab epigenoomi, mis soodustab vähi väljanägemist.


Enne jätkamist on DNA olemuse mõistmiseks vaja geneetika lühikest ülevaadet. Geneetiline kood sisaldab geene, kuid sellel põhjusel ei oleks see mingeid tagajärgi. Üldiselt on vajalik, et valkkompleks nimetuks RNA polümeraas "loeb" seda geeni ja transkribeerib seda teisele nukleiinhappeahelale, mille nimi on "messenger RNA" (mRNA), mis koosneb ainult lugenud geenifragmendist.

On vaja, et see saadud RNA oleks lõpp-produktiks, mis on mitte ükski muu kui valk, mis on moodustunud teise molekulaarsest kompleksist, mis on tuntud kui ribosoom, mis sünteesib valku mRNA-st. Olles selge, kuidas see toimib, jätkan.

Epigeneetilised mehhanismid

DNA on väga suur struktuur, mis inimeste puhul on peaaegu kahe meetri pikkune, palju suurem kui mis tahes raku läbimõõt.

Loodus on mõistlik ja leidis meetodi, mis vähendab märkimisväärselt raku tuuma ja vähendab selle paketti: tänu sellele struktuursed valgud, mida nimetatakse "histoonid" , mis moodustavad nukleosoomi kaheksasse rühma, toetavad DNA ahelat nii, et see ümbritseb ümber ja hõlbustab voltimist.

DNA ahel pole täielikult kompaktne, jättes rakkudele rohkem vabad osad oma funktsioonide täitmiseks. Tõde on see, et kokkupandud muudab geenide lugemise RNA polümeraasiga keeruliseks, seega pole see alati erinevates rakkudes volditud samamoodi. Kui te ei võimalda juurdepääsu RNA polümeraasile, oled kontrollides geeniekspressiooni muutmata järjestust.

Oleks väga lihtne, kui see oleks ainult see, vaid epigenoom Samuti kasutatakse keemilisi markereid . Tuntum on DNA metüülimine, mis koosneb metüülrühma (-CH3) seostumisest desoksüribonukleiinhappega.See märk, sõltuvalt selle paigutusest, võib nii stimuleerida geeni lugemist kui ka takistada selle saavutamist RNA polümeraasiga.

Kas epigenoom on päritud?

Genoom, mis on muutumatu, on päritud igast üksikisiku vanemast. Kuid kas epigenoomiga juhtub sama asi? See teema on toonud kaasa palju poleemikat ja kahtlusi.

Pidage meeles, et erinevalt geneetilistest koodidest on epigenoom dünaamiline. On olemas teaduslikud rühmad, kes on veendunud, et see on ka päritud, ja kõige kordumatu näide, mis on avatud, on Rootsis asuv küla, kus nälja läbi aegade vanavanemate lapselapsed elavad kauem, nagu oleks see epigeneetikate tulemus.

Selle uuringu peamine probleem on see, et nad ei kirjelda protsessi, vaid on ainult oletused ilma demonstratsioonita, mis lahendab kahtluse.

Nende puhul, kes usuvad, et epigenoom pole päritud, põhinevad nad uuringul, mis näitab geenide perekonda, mille põhifunktsioon on taaskäivitage sigoti epigenome . Kuid sama uuring näitab selgelt, et epigenoom ei taastu täielikult, vaid 5% geenidest seda protsessi vältides, jättes väikese ukse avatuks.

Epigeneetikate tähtsus

Epigeneetikate uurimisel antav tähtsus on see, et see võib olla viis uurida ja mõista eluprotsesse nagu vananemine, vaimsed protsessid või tüvirakud.

Valdkond, kus saadakse rohkem tulemusi, on vähiabioloogia mõistmine, eesmärgiga leida uusi haigusi ravivate farmakoloogiliste ravimeetodite abil.

Vananemine

Nagu varem mainitud, muutub iga rakuliini epigenoom vastavalt inimese arengustaadiumile.

On olemas uuringud, mis on seda tõestanud. Näiteks on seda täheldatud genoom varieerub inimese ajus alates sünnist kuni küpsuseni, täiskasvanuks kuni sünnituseni stabiilsena. Vananemise ajal on muutusi jälle, kuid seekord allapoole, mitte ülespoole.

Selle uuringu jaoks keskenduti DNA metüülimisele, nähes, et nad tekitasid noorukieas ja jõudsid vanaduses. Sel juhul Metüülimise puudumine takistab RNA polümeraasi tööd , mis põhjustab neuronite efektiivsuse vähenemise.

Vananemise mõistmise taotlusena on uuring, mis kasutab DNA-i metüüleerimisviise veresoonte rakkudes kui bioloogilise vanuse indikaatoreid. Vahel ei kronoloogiline vanus ei ühti bioloogilise vanusega ja selle mudeli kasutamisega saab täpsemalt teada patsiendi tervislikku seisundit ja suremust.

Vähk ja patoloogiad

Vähk koosneb rakust, mis mingil põhjusel enam ei oma päritolu kudele spetsialiseerunud ja hakkab käituma nii, nagu oleks see eristamata rakk, ilma et see piiraks selle proliferatsiooni või liikumist teistele kudedele.

Loogika järgi on normaalne mõte, et muutused epigenoomis on võib põhjustada rakkude vähktõbe mõjutades geeniekspressiooni.

DNA-s on olemas geenid, mida nimetatakse "vähivastasteks" ; tema nimi näitab, mis selle funktsioon on. Noh, mõnedel juhtudel on vähktõbi näha, et need geenid metüülitakse, nii et nad inaktiveerivad geeni.

Praegu on eesmärgiks uurida, kas epigeneetika mõjutab teist tüüpi patoloogiaid. On tõendeid selle kohta, et see on seotud ka arterioskleroosiga ja teatud tüüpi vaimuhaigustega.

Meditsiinilised rakendused

Farmaatsiatööstusel on silma peal epigenoom, mis tänu oma dünaamilisusele on tulevaste ravimeetodite teostatav eesmärk. Neid rakendatakse juba praktikas teatud tüüpi vähktõve ravi , peamiselt leukeemiate ja lümfoomidega, kus ravim on suunatud DNA metüülimisele.

Tuleb märkida, et see on efektiivne nii kaua, kui vähi päritolu on epigeneetiline, mitte aga teine, näiteks mutatsiooniga.

Kuid suurim väljakutse on saada kogu teave inimese epigenoomi kohta inimese genoomi järjestamise teel. Laiemate teadmistega tulevikus võite välja töötada isikupärasemaid ravimeetodeid ja individuaalne, et saaksite teada konkreetse patsiendi kahjustatud piirkonna rakkude vajadusi.

Teadus vajab rohkem aega

Epigeneetika on üsna hiljuti uurimisvaldkond ja rohkem on vaja täiendavat uurimist.

See peab olema selge, et epigeneetikat koosneb geneetilise ekspresseerimise määrustest mis ei muuda DNA järjestust. Näiteks mutatsioonide korral ei ole ebatavaline viide epigeneetikale.


Arvo Soomets ja Peeter Liiv vestlevad kvantmaailmast (Märts 2024).


Seotud Artiklid