Kas yra epigenetika? Supratimo raktai

Kiek svarbu yra DNR. Pagrindinis genetinis kodas yra genetinis kodas, kad žmonių atveju ji saugo informaciją, kuri leidžia organizmui vystytis tarp beveik 20 000 genų sudarančių genų. Visos tos pačios kūno ląstelės turi tą pačią DNR.

Taigi, kaip įmanoma, kad jie veikia skirtingai? Arba, kaip neuronas yra neuronas, o ne hepatocitas, jei jie pateikia tą pačią DNR? Atsakymas slypi epigenetikoje.

• Susijęs straipsnis: "Genetika ir elgesys: ar genai nusprendžia, kaip mes elgiamės?"

Kas yra epigenetika?

Nors jame yra informacija, deoksiribonukleino rūgšties grandinė nėra viskas, nes yra svarbus komponentas - aplinka. Čia ateina terminas „epigenetika“, „apie genetiką“ arba „be genetikos“.

Yra genetinių kodų, kurie yra reguliuojami skirtingų genų ekspresija, bet visada saugo DNR seką. Tai mechanizmas, turintis savo reikšmę: jei visi genai būtų aktyvūs tuo pačiu metu, tai nebūtų jokio gėrio, dėl kurio būtina išraiškos kontrolė..

1942 m. Škotijos genetikas Conrad Hal Waddington įkūrė terminą „epigenetika“ genų ir aplinkos santykių tyrimas.

Paprastą būdą suprasti epigenezę man davė geras draugas su šiuo pavyzdžiu: jei manome, kad DNR yra biblioteka, genai yra knygos ir genetinė išraiška yra bibliotekininkė. Bet pačios bibliotekos, dulkės, lentynos, gaisrai ... viskas, kas neleidžia bibliotekininkui prieiti prie knygų, padeda epigenetikai..

Realybė yra tokia Žmogaus genomas susideda iš daugiau nei 20 000 genų, tačiau jie ne visada aktyvūs tuo pačiu metu. Priklausomai nuo ląstelės tipo, kokiu vystymosi etapu yra organizmas arba netgi aplinka, kurioje individas gyvena, bus keletas aktyvių genų, o kiti - ne. Tai leidžia baltymų grupė, kuri yra atsakinga už genų ekspresijos kontrolę nekeičiant DNR sekos, ty nesukeliant mutacijų ar perkėlimų, tai leidžia.

Žinant epigenomą

Epigenomos samprata gimė kaip epigenetikos atsiradimo pasekmė ir yra ne daugiau kaip visi komponentai, kurie yra šio geno ekspresijos reguliavimo dalis..

Skirtingai nuo genomo, kuris išlieka stabilus ir nekintamas nuo gimimo iki senatvės (arba turėtų būti), epigenomas yra dinamiškas ir kintamas. Per visą raidą ji keičiasi, gali paveikti aplinka, ir tai nėra vienoda pagal ląstelių tipą. Kad būtų pasiektas poveikis aplinkai, matyti, kad tabako vartojimas turi neigiamą poveikį epigenoms, kurios skatina vėžio atsiradimą..

Norint suprasti DNR tikslą, prieš tęsiant reikia trumpai apžvelgti genetiką. Genetinis kodas turi genų, tačiau dėl šios priežasties tai neturėtų pasekmių. Apskritai būtina vadinti baltymų kompleksą RNR polimerazė „skaito“ šį geną ir jį perrašo į kitą tipo nukleino rūgšties grandinę, vadinamą „pasiuntinio RNR“ (mRNR), kuri susideda tik iš skaitomo geno fragmento.

Būtina, kad ši gauta RNR būtų išversta į galutinį produktą, kuris nėra kitas kaip baltymas, kurį sudaro kitas molekulinis kompleksas, žinomas kaip ribosomas, kuris sintezuoja baltymą iš mRNR. Turiu aiškų, kaip tai veikia.

Epigenetiniai mechanizmai

DNR yra labai didelė struktūra, kurios žmonių ilgis yra beveik du metrai, daug didesnis nei bet kurio langelio skersmuo.

Gamta yra išmintinga ir rado būdą, kaip drastiškai sumažinti dydį ir pakuoti jį ląstelės branduolyje: dėka struktūriniai baltymai, vadinami „histonais“, kurios yra suskirstytos į aštuonias grupes, kad susidarytų nukleozomas, palaikytų DNR grandinę, kad apvyniotų ir palengvintų sulankstymą.

DNR grandinė nėra visiškai kompaktiška, taigi ląstelė turi daugiau laisvų dalių, kad galėtų atlikti savo funkcijas. Tiesa ta, kad sulankstymas daro sunkų genų skaitymą iš RNR polimerazės, todėl jis ne visuomet sulenkiamas vienodai skirtingose ​​ląstelėse. Neleidžiant prieigos prie RNR polimerazės, esate kontroliuoti genų ekspresiją nekeičiant sekos.

Būtų labai paprasta, jei tai būtų tik tai, bet epigenome Ji taip pat naudoja cheminius žymenis. Geriausiai žinomas yra DNR metilinimas, kuris susideda iš metilo grupės (-CH3) prisijungimo prie deoksiribonukleino rūgšties. Šis ženklas, priklausomai nuo jo išdėstymo, gali paskatinti skaityti geną ir neleisti jam pasiekti RNR polimerazės..

Ar paveldimas epigenomas?

Genomas, kuris yra nepastovus, yra paveldėtas kiekvieno iš tėvų. Bet ar tas pats atsitinka su epigenome? Ši tema sukėlė daug prieštaravimų ir abejonių.

Atminkite, kad, skirtingai nei genetinis kodas, epigenomas yra dinamiškas. Yra mokslinių grupių, kurios yra įsitikinusios, kad jos taip pat paveldimos, o labiausiai pasikartojantis pavyzdys yra Švedijos kaimas, kuriame senelių senelių vaikaičiai gyvena ilgiau, tarsi tai būtų epigenetikos rezultatas.

Pagrindinė šios rūšies tyrimų problema yra ta, kad jie neapibūdina proceso, bet yra tik prielaidos be demonstravimo, kuris išsprendžia abejones.

Kalbant apie tuos, kurie tiki, kad epigenomas nėra paveldėtas, jie remiasi tyrimu, atskleidžiančiu genų šeimą, kurios pagrindinė funkcija yra iš naujo paleiskite zigotą. Tačiau tame pačiame tyrime aišku, kad epigenomas visiškai nepaleidžiamas, bet 5 proc. Genų išvengia šio proceso, paliekant mažas duris.

Epigenetikos svarba

Epigenetikos studijoms teikiama svarba yra ta, kad tai gali būti kelias į ištirti ir suprasti gyvenimo procesus kaip senėjimas, protiniai procesai ar kamieninės ląstelės.

Laukas, kuriame gaunami daugiau rezultatų, yra vėžio biologijos supratimas, ieškant tikslų sukurti naujų farmakologinių gydymo būdų kovojant su šia liga.

Senėjimas

Kaip jau minėta tekste, kiekvienos ląstelės epigenomas keičiasi pagal vystymosi etapą, kuriame asmuo yra.

Yra tyrimų, kurie tai įrodė. Pavyzdžiui, tai buvo pastebėta genomas skiriasi žmogaus smegenyse nuo gimimo iki brandos, o suaugusiųjų amžius iki senatvės išlieka stabilus. Senėjimo metu vėl pasikeičia, bet šį kartą žemyn, o ne aukštyn.

Šiam tyrimui jie sutelkė dėmesį į DNR metilinimą, matydami, kad jie sukėlė daugiau paauglystės metu ir sumažėjo senatvėje. Šiuo atveju, metilinimo stoka trukdo RNR polimerazės darbui, Tai lemia neuronų efektyvumo sumažėjimą.

Kaip taikymas senėjimo suvokimui yra tyrimas, kuriame naudojami biologinio amžiaus rodikliai, naudojant DNR metilinimo modelius kraujo linijos ląstelėse. Kartais chronologinis amžius nesutampa su biologiniu amžiumi ir, naudojant šį modelį, galima konkrečiau pažinti paciento sveikatą ir mirtingumą.

Vėžys ir patologijos

Vėžys yra ląstelė, kuri dėl tam tikrų priežasčių nustoja būti specializuota kilmės audinyje ir pradeda elgtis taip, lyg ji būtų nediferencijuota ląstelė, neapribojant jo proliferacijos ar persikėlimo į kitus audinius.

Logiškai, normalu manyti, kad pokyčiai epigenome gali sukelti ląstelių vėžį paveikiant genų ekspresiją.

DNR yra genus, kurie vadinami „vėžio slopintuvais“.; savo pavadinime nurodoma jo funkcija. Na, kai kuriais vėžio atvejais buvo pastebėta, kad šie genai yra metilinti, kad jie inaktyvuotų geną.

Šiuo metu siekiama ištirti, ar epigenetika veikia kitų tipų patologijas. Yra įrodymų, kad jis taip pat dalyvauja arteriosklerozėje ir kai kuriose psichikos ligose.

Medicinos taikymas

Farmacijos pramonė žiūri į epigeną, kuris dėl dinamiškumo yra galimas būsimų gydymo būdų tikslas. Jie jau įgyvendinami gydymas kai kurių rūšių vėžiu, daugiausia leukemijos ir limfomos, kur vaistas nukreipia DNR metilinimą.

Pažymėtina, kad tai yra veiksminga tol, kol vėžio kilmė yra epigenetinė, o ne kita, kaip antai mutacija.

Tačiau didžiausias iššūkis yra gauti visą informaciją apie žmogaus epigenomą, sekvenuojant žmogaus genomą. Turėdami platesnes žinias ateityje galite sukurti labiau individualizuotą gydymą ir individualizuoti, kad galėtų žinoti pažeisto ploto ląstelių poreikius konkrečiame paciente.

Mokslas turi daugiau laiko

Epigenetika yra gana naujausia mokslinių tyrimų sritis, o tolesnis tyrimas reikalingas tam, kad būtų galima geriau suprasti temą.

Turi būti aišku, kad epigenetika susideda iš genetinės raiškos taisyklių kurie nekeičia DNR sekos. Pavyzdžiui, mutacijų atveju neretai randama klaidingų nuorodų į epigenetiką.