Epigenetika

Epigenetika užsiima kintančiu genų aktyvumu, nekeisdamas geno DNR sekos. Daugelis organizmo procesų yra pagrįsti epigenetikos procesais. Naujausių tyrimų rezultatai įrodo jų svarbą organizmo gebėjimui modifikuoti atsižvelgiant į aplinkos poveikį.

Kas yra epigenetika?

Epigenetikos terminas apibūdina genų aktyvumo pokyčius, be paveldimumo (genetikos). Taigi tai reiškia, kad genetinis geno kodas yra fiksuotas, tačiau ne visada taikomas. Epigenetika nagrinėja DNR genomo funkcijos pokyčius, kuriuos sukelia DNR sekos pasikeitimas.

Kiekvienoje gyvos būtybės ląstelėje yra ta pati genetinė programa. Tačiau jo vystymosi metu yra organų ir įvairių audinių diferenciacija. Pavyzdžiui, kraujo ląstelės turi tokią pačią paveldimą informaciją kaip ir inkstų ląstelės. Dviejų tipų ląstelėse veikia tik skirtingi genai. Ląstelių diferenciacija gali būti paaiškinta epigenetiniais procesais, kurie pasireiškia per genų aktyvaciją ar inaktyvaciją.

Nediferencijuotos ląstelės yra vadinamosios kamieninės ląstelės, kurios klonavimo būdu gali išsivystyti į naują, genetiškai identišką organizmą. Tačiau diferencijuotos ląstelės taip pat gali būti paverčiamos kamieninėmis ląstelėmis, pakeisdamos epigenetinius pokyčius.

Funkcija ir užduotis

Po kiekvieno ląstelės padalijimo epigegenezė pamažu keičia genetinę informaciją ląstelėje. Tam tikri genai yra inaktyvuojami metilinant DNR.

Kitas variantas yra pažymėti DNR naudojant vadinamąjį histono acetilinimą. Dviejų metrų ilgio DNR grandinė išpakuota mažame ląstelės branduolyje ir pažymėta tam tikruose taškuose. Tai garantuoja, kad bus skaitoma tik informacija, susijusi su langelio tipu. Tiek metilinimą, tiek histonų acetilinimą kontroliuoja biocheminiai agentai.

Kiekvienas organizmas, įskaitant žmones, turi daugybę vadinamųjų epigramų. Papildomi genetiniai kodai, lemiantys organizmo modifikaciją, yra laikomi epigramomis. Gyvenimo metu organizmas vis labiau keičiasi veikiamas aplinkos. Genetinis kodas išlaikytas, tačiau išorės įtaka tampa vis svarbesnė.

Aplinkos įtaka apima mitybą, streso veiksnius, socialinius kontaktus, aplinkos toksinus ar net išgyvenimus, kurie yra užfiksuoti žmogaus psichikoje. Yra žinoma, kad kūnas reaguoja į šiuos veiksnius ir kaupia patirtį, kad galėtų reaguoti prireikus.

Remiantis naujausiais atradimais, visa organizmo ir aplinkos sąveika kontroliuojama epigenetiniu būdu. Dėl to išorinę išvaizdą (fenotipą), charakterį ir elgesį smarkiai formuoja epigenetiniai procesai.

Skirtingas identiškų dvynių vystymasis esant skirtingam išoriniam poveikiui rodo, koks stiprus gali būti įspaudas. Kitas pavyzdys gali būti fiziniai pokyčiai dėl pakeistos gyvenamos lyties, kurie atsiranda nevartojant vaistų. Į Albanijos burrneshas (moteris, kurios gyvena vyro gyvenimą) yra To liudijimas.

Kai kurie tyrimai rodo, kad įgytus bruožus galima perduoti. Pagrindinis genetinis kodas perduodamas, tačiau papildomi genetiniai pokyčiai (epigenetiniai pokyčiai) taip pat iš dalies perduodami palikuonims, išlaikant nurodytą genų DNR seką.

Ligos ir negalavimai

Epigenetikos įtaka fenotipui ir žmogaus elgesiui tampa vis aiškesnė. Nauji tyrimų rezultatai rodo epigenetinių procesų svarbą žmonių sveikatai.

Pavyzdžiui, daugelis ligų turi genetinę prielaidą. Jie atsiranda šeimose. Pavyzdžiai yra cukrinis diabetas, širdies ir kraujagyslių ligos, reumatinės ligos ir demencija. Gyvenimo būdas vaidina svarbų vaidmenį nustatant, ar atitinkama liga išvis plinta. Pavyzdžiui, identiškiems dvyniams buvo nustatyta, kad Alzheimerio liga yra labai priklausoma nuo aplinkos, nepaisant genetinės prielaidos.

Su epigenetika taip pat buvo galima išsiaiškinti, kodėl, pavyzdžiui, žalioji arbata yra tokia sveika. Arbatos veiklioji medžiaga epigallokatechin-3-gallatas (EGCG) aktyvuoja geną, kuris koduoja vėžį užkertantį fermentą. Vyresnio amžiaus žmonėms šis genas dažnai metilinamas, todėl neaktyvus. Tai padidina vėžio atsiradimo tikimybę senatvėje. Tačiau geriant žaliąją arbatą vėžio tikimybė vėl sumažėja.

Pvz., Bičių srityje karalienė genetiškai nesiskiria nuo darbininkų. Bet kadangi ji yra vienintelė gyvūnėlė, kurią maitina bičių pienelis, ji išsivysto į bičių karalienę. Su ja daugelis specifinių genų yra suaktyvinami dėl specifinio biologinio veiksnio.

Žmonėms, be kita ko, nepalankios socialinės sąlygos vėliau sukelia asmenybės sutrikimus. Šiandien reikia manyti, kad daugelį psichinių ir psichologinių ligų sukelia epigenetiniai procesai. Žmogaus epigenomas taip pat kaupia traumas, kurios vėliau daro įtaką asmenybės struktūrai.

Nauji moksliniai tyrimai parodė, kad traumų patyrusių žmonių genome atsiranda daug klaidų. Po sėkmingos terapijos šios klaidos vėl išnyko.

Taip pat yra epigenetinių pokyčių, kurie perduodami palikuonims ir dėl kurių jie genetiškai linkę į tam tikras ligas. Pavyzdžiui, Švedijos tyrime su žmonėmis buvo tiriamas ryšys tarp maisto prieinamumo ir polinkio į ligas kitoms kartoms.

Genetikai Marcusas Pembrey ir Larsas Olovas Bygrenas nustatė, kad senelių patinai, kurie turėjo daug valgyti, vyrai buvo linkę į diabetą. Čia tikriausiai įvyko lytiniai chromosomų epigenetiniai pokyčiai.

Net traumuoti žmonės gali perduoti epigenetinius pokyčius ateities kartoms. Tolesni epigenetikos tyrimai turėtų padėti išsiaiškinti ir panaikinti ligas sukeliančius epigenetinius pokyčius.