Mis on epigeneetika? Mõistmise võtmed

Kui oluline on DNA. Geneetiline kood on peamine elu, et inimeste puhul säilitab see informatsiooni, mis võimaldab organismil areneda geeni moodustavate ligi 20 000 geeni hulgas. 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? Vastus peitub epigeneetikas.

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

Mis on epigeneetika?

Kuigi see sisaldab teavet, ei ole deoksüribonukleiinhappe ahel kõik, sest on oluline komponent, mis on keskkond. Siin on mõiste "epigeneetika", "geneetika" või "lisaks geneetikale".

Geneetilisest koodist sõltuvad tegurid on reguleerivad erinevate geenide ekspressioon, kuid alati säilitades DNA järjestuse puutumata. See on mehhanism, millel on oma tähtsus: kui kõik geenid oleksid samal ajal aktiivsed, ei oleks see hea, mille jaoks on vaja väljendit kontrollida..

Mõiste „epigeneetika” on 1942. aastal loodud Šotimaa geneetik Conrad Hal Waddingtoni poolt geenide ja keskkonna seoste uurimine.

Lihtne viis, kuidas mõista epigeneesi, andis mulle hea näide selle näitega: kui arvame, et DNA on raamatukogu, on geenid raamatud ja geneetiline väljendus on raamatukoguhoidja. Aga raamatukogud ise, tolm, riiulid, tulekahjud ... kõike, mis takistab või aitab raamatukoguhoidjal raamatutele juurde pääseda, oleks epigeneetika.

Reaalsus on see Inimese genoom koosneb enam kui 20 000 geenist, kuid need ei ole alati aktiivsed. Sõltuvalt raku tüübist on see, millises arengujärgus on organism või isegi keskkond, kus üksikisikud elavad, on mõned aktiivsed geenid ja teised ei ole. See lubab valgu rühma, mis vastutab geeniekspressiooni kontrollimise eest ilma DNA järjestust muutmata, st põhjustamata näiteks mutatsioone või translokatsiooni, lubab seda.

Teades epigeeni

Epigeeni mõiste sündis epigeneetika ilmnemise tagajärjel ja ei ole enam kui kõik komponendid, mis on osa geeniekspressiooni regulatsioonist..

Erinevalt genoomist, mis jääb sünnist kuni vanaduseni stabiilseks ja muutumatuks (või peaks olema), on epigenoom dünaamiline ja muutuv. Kogu selle arengu jooksul see muutub, võib mõjutada keskkond, ja see ei ole samasugune vastavalt rakutüübile. Keskkonnamõju avaldamiseks on täheldatud, et tubaka tarbimine avaldab negatiivset mõju epigenoomile, mis soodustab vähi ilmumist.

Enne jätkamist on DNA eesmärgi mõistmiseks vaja lühidalt läbi vaadata geneetika. Geneetiline kood sisaldab geene, kuid sel põhjusel ei oleks sellel mingeid tagajärgi. Üldiselt on vaja nimetada proteiinikompleksi RNA polümeraas "loeb" seda geeni ja transkribeerib selle teist tüüpi nukleiinhappe ahelale, mida nimetatakse "messenger RNA" (mRNA), mis koosneb ainult loetud geenifragmentist.

On vaja, et see saadud RNA saadakse lõpptootes, mis pole ükski teine ​​kui valk, mis on moodustatud teise molekulaarse kompleksi poolt, mida tuntakse ribosoomina, mis sünteesib valgu mRNA-st. Olen selge, kuidas see toimib, jätkan.

Epigeneetilised mehhanismid

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

Loodus on tark ja leidis meetodi suuruse vähendamiseks ja pakendamiseks selle lahtrisse: tänu sellele struktuursed valgud, mida nimetatakse "histoonideks", mis on rühmitatud kaheksaks rühmaks, moodustades nukleosoomi, toetades DNA ahelat selle ümbritsemiseks ja hõlbustamaks voltimist.

DNA ahel ei kompakteeru täielikult, jättes lahtrisse rohkem funktsioone täitvate vabade osade. Tõde on see, et kokkuklapistamine muudab geenide lugemise RNA polümeraasiga raskeks, seega ei ole see erinevates rakkudes alati samal viisil kokku painutatud. RNA polümeraasile juurdepääsu lubamata olete teostades kontrolli geeniekspressiooni üle ilma järjestust muutmata.

Oleks väga lihtne, kui see oleks just see, vaid epigeen Samuti kasutatakse keemilisi markereid. Kõige tuntumaks on DNA metüülimine, mis seisneb metüülrühma (-CH3) sidumises desoksüribonukleiinhappega. See märk, sõltuvalt selle paigutusest, võib nii stimuleerida geeni lugemist kui ka seda, et RNA polümeraas seda ei saavutaks..

Kas pärand on pärilik?

Muutumatu genoom on päritud iga üksikisiku vanema kohta. Aga kas sama juhtub ka epigenoomiga? See teema on toonud palju vastuolusid ja kahtlusi.

Pidage meeles, et erinevalt geneetilisest koodist on epigenoom dünaamiline. On teaduslikke rühmi, kes on veendunud, et see on ka päritud ja kõige korduvam näide, mis on avatud, on Rootsi küla juhtum, kus näljahäda kogenud vanavanemate lapselapsed elavad kauem, justkui epigeneetika tulemusena.

Seda tüüpi uuringute peamiseks probleemiks on see, et nad ei kirjelda protsessi, vaid on vaid oletused ilma kahtluse lahendamata..

Need, kes usuvad, et epigenoom ei ole pärilik, põhinevad uuringul, mis paljastab geenide perekonna, mille põhifunktsioon on taaskäivitage zigootis epigeen. Samas uurimusest selgub, et epigenoom ei käivitu täielikult, kuid 5% geenidest pääseb sellest protsessist, jättes väikese ukse lahti.

Epigeneetika tähtsus

Epigeneetika uurimise tähtsus on see, et see võib olla tee uurida ja mõista eluprotsesse nagu vananemine, vaimsed protsessid või tüvirakud.

Valdkond, kus rohkem tulemusi saadakse, on vähi bioloogia mõistmine, otsides eesmärke, et luua uusi farmakoloogilisi ravimeetodeid selle haiguse vastu võitlemiseks..

Vananemine

Nagu tekstis varem mainitud, muutub iga raku epigeensus vastavalt arengutasemele, milles isik on.

On uuringuid, mis on seda tõestanud. Näiteks on seda täheldatud genoomi varieerub inimese ajus sünnist kuni küpsuseni, samas kui täiskasvanueas kuni vanaduseni jääb see stabiilseks. Vananemise ajal on jälle muutused, kuid seekord allapoole.

Selles uuringus keskenduti DNA metüülimisele, nähes, et nad tekitasid noorukieas rohkem ja vananedes vähenenud. Sel juhul, metüülimise puudumine takistab RNA polümeraasi tööd, mis viib neuronite efektiivsuse vähenemiseni.

Vananemise mõistmiseks on olemas uuring, mis kasutab bioloogilise vanuse indikaatoritena DNA metüülimise mudeleid vereliini rakkudes. Mõnikord ei lange kronoloogiline vanus kokku bioloogilise vanusega ja selle mudeli kasutamisega võiks patsiendi tervist ja suremust konkreetsemalt tunda.

Vähk ja patoloogiad

Vähk on rakk, mis mingil põhjusel lakkab olemast spetsialiseerunud oma päritolukudedele ja hakkab käituma nii, nagu oleks see diferentseerumata rakk, piiramata selle levikut või liikumist teistesse kudedesse.

Loogiliselt on normaalne arvata, et muutused epigeenis võib põhjustada raku vähktõbe mõjutades geeni ekspressiooni.

DNA-s on olemas geenid, mis on tuntud kui "vähi supressorid".; oma nimi näitab, milline on selle funktsioon. Noh, mõningatel vähijuhtudel on täheldatud, et need geenid on metüülitud nii, et nad inaktiveerivad geeni.

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

Meditsiinilised rakendused

Farmaatsiatööstusel on silmad silma peal, mis tänu oma dünaamilisusele on tulevaste ravimeetodite teostatav sihtmärk. Neid juba rakendatakse ravi teatud tüüpi vähi puhul, peamiselt leukeemiates ja lümfoomides, kus ravim on suunatud DNA metüülimisele.

Tuleb märkida, et see on efektiivne, kui vähi päritolu on epigeneetiline ja mitte teine, näiteks mutatsiooni abil.

Kuid suurimaks väljakutseks on saada kogu teave inimese epigeeni kohta inimese genoomi sekveneerimise teel. Laiemate teadmistega tulevikus sa võiksid välja töötada rohkem personaalset ravi individuaalsed, et nad saaksid teada kahjustatud ala rakkude vajadusi konkreetses patsiendis.

Teadus vajab rohkem aega

Epigeneetika on üsna hiljutine uurimisvaldkond ja teema täiendavaks mõistmiseks on vaja täiendavaid uuringuid.

See peab olema selge, et epigeneetika koosneb geneetilise väljenduse eeskirjadest mis ei muuda DNA järjestust. Pole ebatavaline, et näiteks mutatsioonide korral leidub epigeneetikale ekslikke viiteid.