Шта је епигенетика? Кључеви за разумевање
Колико је важна ДНК Генетски код је кључни део живота , који у случају људи чувају информације које омогућавају да се тело развије међу скоро 20.000 гена које чине геном. Све ћелије истог организма имају исту ДНК.
Па како је могуће да они понашају другачије? Или, на примјер, како је неурон неурон, а не хепатоцит ако дају исту ДНК? Одговор лежи у епигенетици .
- Повезани чланак: "Генетика и понашање: да ли гени одлучују како ми дјелујемо?"
Шта је епигенетика?
Иако садржи информације, ланац деоксирибонуклеинске киселине није све, пошто постоји важна компонента која је окружење. Овде долази појам епигенетика, "о генетици" или "поред генетике".
Постоје фактори спољни од генетског кода који регулишу експресија различитих гена, али увек задржава ДНК секвенцу нетакнутим. То је механизам који има релевантност: ако су сви гени били активни у исто вријеме то не би било добро, за шта је потребна контрола над изразом.
Термин епигенетика сковао је шкотски генетичар Цонрад Хал Ваддингтон у 1942 истраживање односа гена и животне средине .
Једноставан начин разумевања епигенезе ми је дао добар пријатељ са овим примером: ако мислимо да је ДНК библиотека, гени су књиге, а експресија гена је библиотекар. Али саме библиотеке, прашина, полице, пожари ... све што отежава или помаже библиотекару да приступи књигама биће епигенетика.
Реалност је то Човеков геном састоји се од више од 20.000 гена , али они нису увек активни истовремено. У зависности од врсте ћелије, у којој фази развоја је организам или чак и околина у којој живи појединац, биће активних гена, а други неће. Присуство групе протеина која је одговорна за контролу експресије гена без модификације ДНК секвенце, то јест, без узрока мутација или транслокација, на примјер, то дозвољава.
Познавање епигенома
Концепт епигенома је настао као последица појаве епигенетике и није више од свих компоненти које су део ове регулације експресије гена.
За разлику од генома, који остаје стабилан и непроменљив од рођења до старости (или треба бити), епигеном је динамичан и променљив. Кроз развој се мења, може утицати околина , и није исти према врсти ћелије. Да би се постигао утицај на животну средину, видело се да конзумирање дувана негативно утиче на епигеноме, који фаворизује појаву канцера.
Пре наставка, потребан је кратак преглед генетике како би се разумела сврха ДНК. Генетски код садржи гене, али из тог разлога то нема никаквих последица. Генерално, неопходно је назвати протеински комплекс РНК полимераза "прочита" овај ген и преписује је на други тип ланца нуклеинске киселине зване "мессенгер РНА" (мРНА), који се састоји само од читања гена.
Неопходно је да ова добијена РНК буде преведена у крајњи производ, који није ништа друго до протеин, формиран од стране другог молекуларног комплекса познатог као рибозом, који синтетише протеин из мРНК. Пошто је јасно како то функционише, настављам.
Епигенетски механизми
ДНК је веома велика структура, која у случају људи има дужину од скоро два метра, много већа од пречника било које ћелије.
Природа је мудра и нашла је метод који драстично смањује величину и пакује га унутар језгра ћелије: захваљујући структурне протеине зване "хистонес" , који су груписани у групама од осам у облику нуклеозома, подржавају ланац ДНК, тако да се окреће око ње и олакша преклапање.
ДНК ланац није потпуно компактан, остављајући више слободних делова за ћелију да извршава своје функције. Истина је да преклапање отежава очитавање гена полимеразом РНК, тако да се не увек склапа на исти начин у различитим ћелијама. Не дозвољавајући приступ РНК полимерази, ви сте врши контролу над експресијом гена без модификације секвенце.
Било би врло једноставно да је то само ово, већ епигеноме Такође користи хемијске маркере . Најпознатија је ДНК метилација, која се састоји од везивања метил групе (-ЦХ3) до деоксирибонуклеинске киселине.Ова ознака, у зависности од постављања, може стимулисати читање гена и спречити његову доживотност путем РНК полимеразе.
Да ли је епигеноме наследен?
Геном, који је непроменљив, наслеђен је сваког родитеља појединца. Али да ли се иста ствар дешава са епигеномом? Ова тема донела је пуно контроверзи и сумњи.
Запамтите да је, за разлику од генетског кода, епигеном динамичан. Постоје научне групе које су убеђене да је такође наследно, а најочекиванији примјер који је изложен случајем је села у Шведској гдје су унуци бака и дједова који су прошли кроз глад гладан дуже живјети, као да је резултат епигенетике.
Главни проблем са оваквим студијама је тај што они не описују процес, већ су само претпоставке без демонстрација које решавају сумњу.
Што се тиче оних који верују да епигеном није наследјен, они се заснивају на студији која открива породицу гена чија је главна функција поново покрените епигеноме у зиготу . Међутим, у истој студији јасно је јасно да се епигеном не рестартује у потпуности, али да 5% гена избегава овај процес, остављајући отворена врата.
Важност епигенетике
Важност која се даје проучавању епигенетике је то што може бити начин да се истражити и разумјети животне процесе попут старења, менталних процеса или матичних ћелија.
Поље у којем се добијају више резултата је у разумевању биологије рака, у потрази за циљевима за генерирање нових фармаколошких терапија за борбу против ове болести.
Старење
Као што је већ поменуто у тексту, епигеном у свакој ћелији се мења у складу са фазом развоја у којој је особа.
Постоје студије које су то доказале. На примјер, то је примећено Геном варира у људском мозгу од рођења до зрелости, док је у одраслој доби све до старосне доби и даље стабилан. Током старења поново постоје промене, али овог пута доле уместо горе.
За ову студију су се фокусирали на метилације ДНК, јер су се у току адолесценције генерисали и спуштали у старости. У овом случају, недостатак метилације отежава рад РНК полимеразе , што доводи до смањења ефикасности неурона.
Као апликација за разумевање старења, постоји студија која користи дијагнозе метилације ДНК у ћелијама крви као индикатори биолошког доба. Повремено, хронолошка старост се не поклапа са биолошким добима, а уз коришћење овог узорка на конкретнији начин може се знати здравствени статус и морталитет пацијента.
Рак и патологије
Рак се састоји од ћелије која из неког разлога престаје да се специјализује за своје ткиво порекла и почиње да се понаша као да је неифференцирана ћелија, без ограничавања пролиферације или преласка на друга ткива.
Према логици, нормално је размишљати о променама у епигеномеу може узроковати да ћелија постане канцерогена утичући на експресију гена.
У ДНК постоје гени који су познати као "супресори рака" ; Његово име означава која је његова функција. Па, у неким случајевима рака видјено је да су ови гени метиловани тако да инактивирају ген.
Тренутно, циљ је проучити ако епигенетика утиче на друге врсте патологија. Постоје докази који сугеришу да је она укључена иу артериосклерозу иу неким врстама менталних болести.
Медицинске апликације
Фармацеутска индустрија има своје очи на епигеномеу, који захваљујући његовој динамици је изводљив циљ за будуће терапије. Већ се упуштају у праксу третмани код неких врста карцинома , углавном у леукемијама и лимфомима, где је лек намењен метилацији ДНК.
Треба напоменути да је ово ефективно све док је порекло рака епигенетско, а не друго, на пример мутацијом.
Међутим, највећи изазов је добијање свих информација о хуманом епигеномеу, помоћу секвенционирања људског генома. Са ширем знањем, у будућности могли сте да осмислите више персонализованих третмана и индивидуализовани, да би могли да знају потребе ћелија оштећеног подручја код одређеног пацијента.
Науци је потребно више времена
Епигенетика је прилично недавно поље истраживања, а потребно је даље истраживање како би се предмет боље разумио.
Оно што мора бити јасно је епигенетика састоји се од прописа о генетичком изразу који не мењају секвенцу ДНК. Није случајно пронаћи погрешне референце на епигенетику у случајевима мутација, на примјер.
