Epigenetics Inserm - Наука за здравето
Подзаглавие
Геном, пълен с възможности !
Всяка от нашите клетки съдържа целия ни генетичен състав: 46 хромозоми, наследени от нашите родители, върху които има приблизително 25 000 гена. Но ако всички наши клетки съдържат една и съща информация, очевидно не всички я използват по един и същ начин: кожната клетка не прилича на неврон, чернодробната клетка няма същите функции като клетката на сърцето. По същия начин двама близнаци, които споделят един и същ геном, никога не са напълно еднакви! В тези примери и много други ключът към загадката се нарича „епигенетика“.
Време за четене
10-15 минути
Последна актуализация
18.02.15
Файл, създаден в сътрудничество с Дебора Бурки, Инсерм, единица 934/CNRS UMR 3215/Университет Пиер и Мария Кюри, Институт Кюри, Париж
Разбиране на епигенетиката
Докато генетиката е изследване на гените, епигенетиката се занимава с допълнителен "слой" от информация, който определя как тези гени ще бъдат използвани от клетка ... или да не бъдат. С други думи, епигенетиката отговаря наизследване на промените в генната активност, без участие няма модификация на ДНК последователността и може да бъде предавани по време на клетъчното делене. За разлика от мутациите, които засягат ДНК последователността, епигенетичните промени са обратими.
Гени във всичките им състояния
Активен или неактивен, включен или изключен, изразен или потиснат: обикновено се използват различни семантични полета за определяне на състоянието на гена. Всички те се отнасят до едно и също явление: генът е сегмент от ДНК, който съдържа информацията, необходима за синтеза на една или повече молекули, които съставляват тялото. Казва се, че генът е активен/включен/експресиран, когато се осъществи този синтез. В противен случай той е неактивен/изчезнал/потиснат. Но очевидно генната експресия не е черно-бял процес: има много сиви нива, например с много активни гени, свръхекспресирани (висок синтез) или дори частично потиснати (много слаб синтез) ...
Промени, свързани с околната среда
Епигенетичните промени са индуцирани от околната среда в широкия смисъл: клетката постоянно получава всякакви сигнали, които я информират за нейната среда, така че да се специализира по време на развитието или да приспособи своята дейност към ситуацията. Тези сигнали, включително тези, свързани с нашето поведение (диета, тютюнопушене, стрес и т.н.), могат да доведат до промени в експресията на нашите гени, без да се засяга тяхната последователност. Явлението може да е преходно, но има трайни епигенетични промени, които продължават, когато сигналът, който ги е предизвикал, изчезне.
Конкретно тези модификации са материализирани от биохимични марки, прикрепен от специализирани ензими върху ДНК или върху протеини, които я структурират, хистони (виж карето по-долу). Най-добре характеризираните марки са метиловите групи (СН3: един въглероден атом и три водорода), прикрепени към ДНК, както и различни химически модификации на хистони (метилиране, ацетилиране и др.).
За да може генът да доведе до синтеза на молекула, той трябва да бъде четлив, тоест достъпен за различните протеинови комплекси, които участват в този процес. Метилиращите белези, локализирани върху ДНК, най-често пречат на зоните на пристигане на тези протеинови комплекси, като по този начин водят до инактивиране на съответните гени. Белезите, прикрепени към хистоните, модифицират състоянието на уплътняване на ДНК молекулата, благоприятствайки или напротив ограничавайки достъпа до гени.