Kaip Veikia Epigenetika

{h1}

Epigenetika tiria, kaip aplinkos veiksniai gali paveikti genų raišką. Epigenetika netgi gali paaiškinti, kodėl identiški dvyniai nėra tapatūs.

Nebent atsitiktų, kad turėtum tą patį brolį ar seserį, ar žinotum porą, yra didelė tikimybė, kad tavo žinios apie dvynius iš dalies yra pagrįstos fantastika. Jie yra visur sub-pulso ir populiariosios kultūros srityse, todėl sunku kaltinti menininkus, kad jie nutempė į paveikslą. Galų gale, ar rūšiai, uždengtai tapatybe, yra labiau gąsdinanti mįslė, nei žiūrėjimas per stalą prie fizinio savęs kopijavimo?

Jei matėte net keletą išgalvotų dvynių pavaizdavimų, tikriausiai pastebėjote, kad pateikimas linkęs pasislenkti į vieną ar kitą kraštutinumą. Arba dvyniai yra be galo panašūs (pavyzdžiui, mažos mergaitės „The Shining“) arba nepaprastai skirtingi (pavyzdžiui, dominuojantys ir paklusnūs dvyniai ginekologai „Dead Ringers“). Kai du žmonės atrodo tokie panašūs, dalykai, dėl kurių jie skiriasi, yra lygiai tokie pat gluminantys kaip ir tie, kurie juos vienija.

DNR vaidina pagrindinį vaidmenį šiuolaikinėse tapatybės sampratose, tačiau tobulėjant mūsų supratimui apie genetiką, gerėja ir mūsų supratimas, kas padaro mus tokiais, kokie esame. Žmonės jau seniai diskutuoja apie prigimtį prieš puoselėjimą, dilemą, turinčią likimo ir laisvos valios potekstę. Ar esate tas žmogus, dėl kurio gimėte tokiu būdu, ar dėl pasaulio, kuriame buvote užaugę?

Akivaizdu, kad jei vienas identiškas dvynys užauga pilies lūšnynuose, o kitas auga karaliaus rūmuose, jie gali išsivystyti į gana skirtingus žmones, kad ir kokie panašūs būtų jų genai. Laukas epigenetika pridedamas naujas kuras šiam klausimui, paaiškindamas, kaip aplinka, mityba ir socialinės sąlygos daro įtaką genų ekspresijai. Ar dvynukus rūmuose užaugino priekabiaujanti pamotė? Ar lūšnynuose buvęs dvynukas turėjo kovoti su namu, pilnu vamzdžių dūmų? Ar vienas valgė skanumyną, o kitas vaišinosi riebiais desertais? Šie veiksniai gali sukelti epigenetinius pokyčius, kurie keičia kiekvieno dvynio geno ekspresiją. Netgi dėl skirtingos dietos vienam dvynukui gali kilti vėžio rizika, o kitam gali būti aišku.

- Šiame straipsnyje išnagrinėsime, kaip veikia ši žavi genetikos sritis, kaip epigenetiniai pokyčiai veikia mūsų gyvenimą ir kokia gali būti ateitis.

Metilinimas: nuo genomo iki fenotipo

DNR gali pateikti jums genetinį planą, tačiau įvairūs veiksniai turi įtakos to, kaip tas planas bus išreikštas.

DNR gali pateikti jums genetinį planą, tačiau įvairūs veiksniai turi įtakos to, kaip tas planas bus išreikštas.

Ar jūs kada nors žaidėte vaizdo žaidimą su skrydžio treniruokliu? Žaidimas galėjo pasiūlyti įvairius realizmo parametrus, leidžiančius žaidėjams pasirinkti, kokia „tikra“ jų žaidimų patirtis. Dažnai galite įjungti ir išjungti bet kokio tipo susidūrimus arba nuspręsti, ar jums gali baigtis šoviniai ar dujos. Numatytieji nustatymai gali nukristi tarp gryno treniruoklio ir arcade shoot-'em-up, tačiau žaidimas gali būti realesnis, atsižvelgiant į tai, ar pasirenkate tinkamas parinktis.-

Kaip paaiškėja, mūsų genai veikia labai panašiai. Jei mūsų sukaupta genetinė medžiaga (arba genomas) tarnauja kaip mūsų programa, mūsų žaidimų patirtis yra mūsų fenotipas, stebimos organizmo savybės. Daugybė veiksnių sukelia epigenetinius procesus, kurie įjungia ir išjungia skirtingus genus.

Pirmiausia ketvirtajame dešimtmetyje mokslininkai sugalvojo terminą „epigenetika“ (kuris pažodžiui reiškia „aukščiau genomo“) kaip būdą klasifikuoti pokyčius, kurie įvyko tarp genomo ir fenotipo. Pavyzdžiui, kodėl tik vienas identiškas dvynukas galėtų susirgti vėžiu, o ne abu? Siekdami suprasti, kas vyksta, mokslininkai atidžiau pažvelgė į ryšį tarp DNR ir ląstelių vystymosi.

-DNR yra ląstelės branduolyje, pagrindinė programa yra kiekvienos minutės centre, kuri padaro mus tokiais, kokie esame. Fermentai prideda anglies ir vandenilio ryšulius (CH3-) paskambino metilo grupės prie DNR, dažnai šalia geno pradžios - toje pačioje vietoje, kur prisijungia baltymai, kad suaktyvintų geną. Jei baltymas negali prisijungti dėl blokuojančios metilo grupės, tada genas paprastai neveikia. Mokslininkai vadina šį ypatingą epigenetinį procesą metilinimas. Šių pluoštų išdėstymas per visą gyvenimą gali drastiškai pasikeisti, tačiau embriono vystymosi metu jis gali visam laikui pakisti. Viskas priklauso nuo įvairių veiksnių, kurie gali turėti įtakos metilo grupių pasiskirstymui.

Nors epigenetikos mokslininkai didžiąją dalį savo tyrimų skyrė metilinimui, jie nustatė daugybę skirtingų epigenetinių procesų tipų. Chromatino modifikacija yra vienas iš šių procesų. Branduolio viduje DNR ritė aplink histonas baltymus formuoti chromatinas, kuris savo ruožtu sudaro chromosomas. Pakeiskite chromatino struktūrą ir genų ekspresiją. Įvairios cheminės grupės pasiekia šį tikslą prisirišdamos prie histonų.

Kaip visa tai daro įtaką prigimčiai ir skatina diskusijas? Sužinokite kitame puslapyje.

Pasukite ant DNR

Ar esate šiek tiek miglotas dėl genetinių tyrimų? Pabandykime tai išsiaiškinti, kaip veikia DNR ir kaip veikia ląstelės.

Epigenetinis gamtos suktis prieš puoselėjimą

Ar esame pavergti savo genų, kuriuos gauname iš savo tėvų, ar galime išsilaisvinti iš epigenetinių pokyčių?

Ar esame pavergti savo genų, kuriuos gauname iš savo tėvų, ar galime išsilaisvinti iš epigenetinių pokyčių?

Pusė laiko didelėje gamtoje, palyginti su auklėjimo atkrintamosiomis varžybomis. Sunaikinkime rezultatą. Tai, kad didžiąja dalimi remiamės genais, kuriuos paveldime iš savo tėvų, neabejotinai yra gamtos pobūdis, tačiau tai, kad mūsų kasdienis gyvenimas gali paveikti epigenetinius pokyčius, neabejotinai verčia jį auginti. Įdomu tai, kad kitas mažas faktas nenutraukia kaklaraiščio - jis užfiksuoja tašką abiem pusėms. Remiantis tuo, ką žinome dabar, atrodo, kad bent jau kai kurie epigenetiniai pokyčiai yra paveldimi.

- Trumpam grįžkite į vaizdo žaidimo analogiją. Jūsų tėvai ne tik perduoda jums centrinę programą, bet ir kai kuriuos faktinius žaidimų nustatymus, kuriuos jie naudojo. Kai kurios chromatino modifikacijos pereina į naujai susintetintą DNR ir baltymus. Kaip jūs galite įsivaizduoti, paveldimų epigenetinių pokyčių perspektyva daro didžiulę įtaką mūsų evoliucijos supratimui. Mokslininkai net pervertino anksčiau diskredituotas teorijas, tokias kaip XVIII amžiaus mokslininko Jeano-Baptiste'o Lamarcko teorijos. Nors naujausi atradimai nevisiškai palaiko Lamarcko teoriją, kad žirafų kakliukai pailgėjo per kartų kartas, kai buvo siekiama gauti maisto, kai kurie įrodymai neabejotinai yra Lamarcko.

Paimkite vandens blusą. Esant sunkiai plėšrūnų aplinkai, būtybėms išsivysto dideli, gynybiniai smaigaliai - bruožas išsivysto ir jų palikuonims, net jei jie yra užauginti be plėšrūnų. Šis procesas vadinamas transgeneracinis epigenetinis paveldimumas. Žmonėms gali tekti nesitaikstyti su augančiais gynybiniais spygliais, nes tėtis jautėsi grėsmingas, tačiau tyrimai parodė, kad įvairios elgsenos ir sveikatos sąlygos atsiranda dėl paveldimų epigenetinių pokyčių.

Epigenetiniai pokyčiai taip pat leidžia kamieninės ląstelės išsivystyti į specializuotas ląsteles, tokias, kaip randamos smegenyse. Organizmai priklauso nuo šio gyvybiškai svarbaus proceso, tačiau epigenetiniai pokyčiai taip pat prisideda prie ligų. Kai kuriais atvejais įjungtas genas ar genai yra susiję su sekinančiomis ligomis, tokiomis kaip Angelmano sindromas. Kitais atvejais epigenetiniai pokyčiai išjungia tikrai svarbų geną. Norėdami dar kartą naudoti vaizdo žaidimų pavyzdį, yra tam tikras nustatymų diapazonas, kuris gerai veikia organizmą, tačiau įjungus per mažai arba per daug galimybių, žaidimo patirtis gali būti labai nepatenkinama. Mokslininkai net mano, kad tiek sumažėja, tiek padidėja metilinimas (cheminiai pluoštai, kuriuos fermentai jungia prie DNR) gali sukelti vėžį, įjungdami per daug augimą skatinančių genų arba išjungdami navikus slopinančius genus.

Kokie veiksniai verčia šiuos epigenetinius jungiklius? Sužinokite kitame puslapyje.

Genetinio jungiklio apvertimas: epigenetiniai veiksniai

Kiek rizikuojate pasirinkti savo mitybą? Turbūt daugiau, nei manote, atsižvelgiant į mitybos veiksnius, susijusius su epigenetiniais pokyčiais.

Kiek rizikuojate pasirinkti savo mitybą? Turbūt daugiau, nei manote, atsižvelgiant į mitybos veiksnius, susijusius su epigenetiniais pokyčiais.

Kuo daugiau žiūrėsite į epigenetiką, tuo labiau atrodo, kad mūsų gyvenimas yra daugiau nei kontrolinis sąrašas įvairių genų, kuriuos galima įjungti arba išjungti. Nenorite senti taip greitai? Paspauskite čia. Priežiūra mažam nutukimui? Tiesiog pažymėkite „taip“ arba „ne“ pieštuku Nr. 2. Aišku, keista, kad mes vis dar bandome išsiaiškinti, kokie veiksniai lemia, kurie atsakymai pateikiami genetiniame „Scantron“ lape, apibrėžiančiame mūsų gyvenimą.

- Epigenetiniai pokyčiai, kaip ir daugelis mūsų gyvybiškai svarbių procesų, priklauso nuo mūsų kūno. Tiesiog pagalvokite apie paskutinį kartą, kai degėte vakarienę ar vilkėjote netinkamas kojines. Ar tikrai norite tiesiogiai kontroliuoti savo širdies plakimą ar tai, kaip išreiškiami jūsų genai? Ne, todėl jūsų kūnas reaguoja į jūsų aplinką ir visa tai prižiūri už jus. Tuo tarpu jūsų smegenys (t. Y. Jūs) turi rūpintis tokiomis esminėmis problemų sprendimo užduotimis kaip maisto rinkimas, veisimas ir prisiminimas, kad išjungtumėte lygintuvą. Tačiau laisvu laiku mes įdėjome daug pastangų norėdami išsiaiškinti, kaip mūsų kūnas daro tai, ką jie daro. Taigi mes jau supratome, kaip kai kurie veiksniai sukelia epigenetinius pokyčius.

Mityba: Kaip sakoma, tu esi tai, ką valgai. Tyrimai parodė, kad maisto trūkumas ar perteklius žmogaus vaikystėje gali sukelti epigenetinius pokyčius, kurie lemia diabetą, nutukimą ir ankstyvą brendimą. Badavimo metu prasmingos adaptacijos gali būti perkeltos į vaikus ir anūkus, kurie gyvena gausiai. Genai epigenetiniu būdu yra nustatomi taip, kad susidorotų su nepalankiomis ligomis, o vėliau perduodami palikuonims, kuriems gali būti palankesnės sąlygos. Eksperimentai taip pat parodė, kaip maistas gali sukelti epigenetinius pokyčius gimdoje. Mokslininkai paveikė paltų spalvas ir atgrasė nuo nutukimo pelėms, maitindami motiną sojų turinčia dieta, pakeičiančia metilinimą [šaltinis: Ray].

-Tėvystė: Epigenetikos sritis ir toliau atskleidžia tėvų globos svarbą psichinei sveikatai. Eksperimentais buvo nustatyta, kad motinos žiurkės, kurios retai jauniklius augina ir maitina savo jauniklius, užklumpa nerimą keliančius palikuonis. Ši skurdi tėvystė iš tikrųjų keičia streso hormonų gamybą kontroliuojančius genus. Tai yra gamtos būdas paruošti jaunus žmones potencialiai pavojingoms aplinkoms. Žmonėse mokslininkai pastebėjo metilinimo pokyčius savižudybių aukų smegenyse. Sritys hipokampas, smegenų dalyje, kuri gali paveikti nuotaiką, buvo genai, kurie buvo išjungti. Apskaičiuota, kad kiekviena iš penkių savižudybių aukų patyrė vaikų prievartą, todėl ekspertai svarstė galimą ryšį tarp įtempto auklėjimo ir epigenetinių pokyčių [šaltinis: Economist].

-Resea-rch ir toliau atskleidžia ryšius tarp epigenetinių pokyčių ir įvairių veiksnių mūsų aplinkoje ir dietose. Kaip galime gauti naudos iš šių žinių? Sužinokite kitame puslapyje.

Tėtės, kokainas ir fungicidas

Motinos nėra vienintelės, kurios palikuonims perduoda epigenetinius pokyčius. Eksperimentai su žiurkėmis parodė, kad pasėlių fungicidas vinklozolinas gali sukelti jautrumą vėžiui ir inkstų defektus, kurie abu gali būti perduoti palikuonims per metilinimo pokyčius. Panašaus medicininio eksperimento metu tyrėjai išsiaiškino, kad kokainą vartojančios pelės dėl epigenetinių pokyčių perdavė atminties problemas trims palikuonių kartoms.

Epigenetikos ateitis

San Paulo universiteto žmogaus genomo tyrimų centre Brazilijoje esančioje laboratorijoje mokslininkas tyrė RNR iš embrioninių kamieninių ląstelių.

San Paulo universiteto žmogaus genomo tyrimų centre Brazilijoje esančioje laboratorijoje mokslininkas tyrė RNR iš embrioninių kamieninių ląstelių.

Didėjant žinioms apie epigenomą, mes ir toliau sužinome daugiau apie tai, kaip mūsų vartojamos medžiagos ir mūsų gyvenamos socialinės situacijos daro įtaką mūsų genų raiškai. Mokslininkai jau permąsto, kaip vystosi organizmai ir kaip bruožai perduodami iš tėvų į palikuonis. Bet kada šios žinios pradės keisti mūsų gyvenimo būdą? Kur mes galėsime išgerti tabletę ir užblokuoti arba atblokuoti tinkamą genų derinį, kad pagerintume savo gyvenimo kokybę?

- Nors išjungti senėjimą ir tiksliai suderinti žmogaus genomą yra gana bauginančių galimybių, epigenetikai yra kur kas labiau suinteresuoti atrasti epigenetinių ligų gydymo būdus. Kadangi kai kurie vėžiai atsiranda dėl navikus slopinančių genų dezaktyvavimo, mokslininkai stengėsi sukurti vaistus, kurie juos suaktyvintų. Pvz., Vaistas azacitidinas tokiu būdu gydo leukemiją. Vis tik surasti tinkamas gydyti skirtas epigenomo dalis gali būti taip, kaip surasti adatą šieno kupetoje. Kai tyrėjai nustato sritis, kurias jie nori paveikti, epigenetiniai vaistai nėra tokie specifiški. Jiems gali pavykti užblokuoti ar atblokuoti genus, kuriuos jie norėjo gydyti, tačiau jie taip pat gali paveikti kitus genus, sukeldami galimai pavojingą šalutinį poveikį.

Užbaigus Žmogaus genomo projektą, Žmogaus epigenomo projektas Šiuo metu siekia išsiaiškinti genomo ir fenotipo pokyčių apimtį. Parengtas epigenominis žemėlapis taip pat gali būti naudingas nustatant, kuriems asmenims gresia tam tikros ligos, ir skatinant gyvenimo būdo pokyčius, kurie gali užkirsti kelią netinkamų genų įjungimui ar išjungimui.

Tačiau rizikuojama ne tik būsimais vaistais. Epigenetiniai atradimai taip pat verčia gydytojus iš naujo ištirti esamus vaistus. Net azacitidinas, pirmasis FDA patvirtintas epigenominis vaistas, anksčiau buvo naudojamas kaulų čiulpų kamieninių ląstelių sutrikimams gydyti. Tik atradę jo epigenetinį poveikį, gydytojai ištyrė jo naudojimą kitose srityse.

Kamieninės ląstelės taip pat yra labai svarbios epigenetikams. Ištyrus epigenetinius pokyčius, lemiančius ląstelių vystymąsi, ilgainiui gali būti įmanoma diktuoti, kokio tipo audinyje vystysis kamieninė ląstelė. Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, kaip tai daro, skaitykite Kaip veikia kamieninės ląstelės.

Tuo tarpu, kuo daugiau žinome apie epigenetinius pokyčius, tuo labiau suvokiame ryšį tarp savo veiksmų ir ne tik savo, bet ir mūsų vaikų gyvenimo. Nulupdami dar vieną genetinį sluoksnį, norėdami sužinoti, kas esame, kokios dar paslaptys mūsų laukia?

Norėdami sužinoti dar daugiau apie DNR, sekite kitame puslapyje esančias nuorodas.


Vaizdo Papildas: ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011.




Tyrimas


Gyvenimo Istorijos Istorija Galėjo Rasti Trūkstamą Saitą
Gyvenimo Istorijos Istorija Galėjo Rasti Trūkstamą Saitą

Mago Filmas „1900 M. Saulės Užtemimas“ Yra Seniausias Pasaulyje Astronominis Filmas (Ir Tai Gryna Magija)
Mago Filmas „1900 M. Saulės Užtemimas“ Yra Seniausias Pasaulyje Astronominis Filmas (Ir Tai Gryna Magija)

Mokslas Naujienos


Vakcinos Nedidina Išsėtinės Sklerozės Rizikos
Vakcinos Nedidina Išsėtinės Sklerozės Rizikos

Senovės Šventykla, Aptinkama Peru
Senovės Šventykla, Aptinkama Peru

Faktai Apie Marsą: Gyvenimas, Vanduo Ir Robotai Raudonojoje Planetoje
Faktai Apie Marsą: Gyvenimas, Vanduo Ir Robotai Raudonojoje Planetoje

Užsidega Istorinė Notre Dame Katedra
Užsidega Istorinė Notre Dame Katedra

Kinijos Mokslininkai Tiesiog Nustatė Tolimiausio Kvantinio Teleportavimo Rekordą
Kinijos Mokslininkai Tiesiog Nustatė Tolimiausio Kvantinio Teleportavimo Rekordą


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com