Epigenetics занимается изменением активности гена без изменения последовательности ДНК гена. Многие процессы в организме основаны на процессах эпигенетики. Результаты последних исследований доказывают их важность для способности организма изменяться в контексте воздействий окружающей среды.
Что такое эпигенетика?
Термин эпигенетика описывает изменения активности генов в дополнение к наследственности (генетике). Это означает, что генетический код гена фиксирован, но не всегда применяется. Эпигенетика занимается изменениями функции ДНК в геноме, которые не вызваны изменением последовательности ДНК.
Каждая клетка живого существа содержит одну и ту же генетическую программу. Однако в процессе его развития происходит дифференциация органов и различных тканей. Например, клетки крови имеют ту же наследственную информацию, что и клетки почек. В двух типах клеток активны только разные гены. Дифференцировку клеток можно объяснить эпигенетическими процессами, которые проявляются через активацию или инактивацию генов.
Недифференцированные клетки - это так называемые стволовые клетки, которые могут развиваться в новый, генетически идентичный организм посредством клонирования. Однако дифференцированные клетки также можно превратить обратно в стволовые клетки, обращая вспять эпигенетические изменения.
Функция и задача
После каждого деления клетки эпигенез постепенно изменяет генетическую информацию внутри клетки. Некоторые гены инактивируются метилированием ДНК.
Другой вариант - пометить ДНК с помощью так называемого ацетилирования гистонов. Двухметровая цепь ДНК распакована в крошечном ядре клетки и помечена в определенных точках. Это гарантирует, что будет прочитана только информация, относящаяся к типу ячейки. И метилирование, и ацетилирование гистонов контролируются биохимическими агентами.
У каждого организма, включая человека, есть множество так называемых эпиграмм. Дополнительные генетические коды, определяющие модификацию организма, считаются эпиграммами. В течение жизни организм все больше изменяется под влиянием окружающей среды. Генетический код сохраняется, но все большее значение приобретают внешние воздействия.
Влияния окружающей среды включают питание, факторы стресса, социальные контакты, токсины окружающей среды или даже переживания, которые укоренились в психике человека. Известно, что организм реагирует на эти факторы и накапливает переживания, чтобы иметь возможность отреагировать в случае необходимости.
Согласно недавним открытиям, все взаимодействия между организмом и окружающей средой контролируются эпигенетически. Как следствие, внешний вид (фенотип), характер и поведение в значительной степени определяются эпигенетическими процессами.
Различное развитие однояйцевых близнецов под разными внешними воздействиями показывает, насколько сильным может быть отпечаток. Другим примером могут быть физические изменения из-за смены живого пола, которые происходят без приема лекарств. Албанские буррнеши (женщины, живущие жизнью мужчины) включают Свидетельство этого.
Некоторые исследования показывают, что приобретенные черты могут передаваться. Хотя основной генетический код передается, дополнительные генетические изменения (эпигенетические изменения) также частично передаются потомству при сохранении данной последовательности ДНК генов.
Болезни и недуги
Влияние эпигенетики на фенотип и поведение человека становится все более очевидным. Новые результаты исследований указывают на важность эпигенетических процессов для здоровья человека.
Например, многие болезни имеют генетический предлог. Они происходят в семьях. Примерами являются сахарный диабет, сердечно-сосудистые заболевания, ревматические заболевания и деменция. Здесь образ жизни играет важную роль в том, разразится ли вообще соответствующее заболевание. У однояйцевых близнецов, например, было обнаружено, что болезнь Альцгеймера очень зависит от окружающей среды, несмотря на ее генетическую предрасположенность.
С помощью эпигенетики также можно было выяснить, почему, например, зеленый чай так полезен. Активный ингредиент эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG) в чае активирует ген, кодирующий фермент, предотвращающий рак. У пожилых людей этот ген часто метилирован и поэтому неактивен. Это увеличивает вероятность развития рака в пожилом возрасте. Однако, употребляя зеленый чай, вероятность рака снова снижается.
В области пчел, например, матка генетически не отличается от рабочих. Но поскольку она - единственное животное, которого кормят маточным молочком, она превращается в пчелиную матку. У нее реактивируются многие тупые гены из-за определенного биологического агента.
Среди прочего, у людей неблагоприятные социальные условия часто приводят к расстройствам личности позже. Сегодня следует предположить, что причиной многих психических и психических заболеваний являются эпигенетические процессы. В эпигеноме человека также хранятся травмы, которые впоследствии влияют на структуру личности.
Новые научные исследования показали, что в геноме травмированных людей происходит много ошибок. Однако после успешной терапии эти ошибки снова исчезли.
Есть также эпигенетические изменения, которые передаются потомству и делают его генетически предрасположенным к определенным заболеваниям. В шведском исследовании на людях, например, изучалась взаимосвязь между доступностью пищи и предрасположенностью к болезням в последующих поколениях.
Генетики Маркус Пембри и Ларс Олов Бигрен обнаружили, что внуки дедушек-мужчин, которые много ели, всегда были склонны к диабету. Вероятно, здесь произошли эпигенетические изменения на половых хромосомах.
Даже травмированные люди могут передать эпигенетические изменения будущим поколениям. Дальнейшие исследования в области эпигенетики должны помочь выявить и обратить вспять эпигенетические изменения, вызывающие болезни.
