Епигенетика и околна среда Какво се наследява

Предаваме ли само гени на децата си - или също информация за околната среда? Епигенетиката разклаща доктриналното мнение.

Наследяване на черти, без промяна на генетичния състав - възможно ли е това? В случая на растения и безгръбначни, отговорът е ясен: околната среда оказва видимо влияние върху генетичната информация. Така наречените епигенетични механизми позволяват форма на наследяване, която не може да бъде обяснена с класическата генетика. В случая с бозайниците - и следователно с хората - въпросът остава отворен.

Епигенетика и наследственост

Холандска гладна зима

Децата, родени през холандската гладна зима на 1944/45 г., обикновено имат наднормено тегло като възрастни 1. Жителите на северно шведско село са живели по-дълго, ако дядовците им са имали малко да ядат, когато са били млади 2. Логично заключение: средата на дядовците и родителите влияе върху здравето на децата и внуците.

Как си обяснявате това? Със сигурност не чрез класическия генен модел: гените се формират стъпка по стъпка чрез еволюция и следователно се нуждаят от повече от едно поколение или две, за да реагират на промяна в околната среда.

Независимо от това, стимулите на околната среда могат незабавно да се намесят в генетичния състав - чрез химични промени в ДНК или протеини, които се придържат към ДНК. Последователността на изграждащите ДНК блокове не се променя, планът за протеини и ензими остава същият.

Повече от наследство

Вместо това активността на гените се променя: тя се увеличава или намалява, а в някои случаи гените дори се включват или изключват напълно. Тези процеси - които протичат независимо от класическата генетика - са заети Епигенетика (епи, гр. нататък, над).

Тези химически промени в генома - наречени епигенетични маркери - създават ново ниво на информация: Клетките на тялото получават инструкции кои гени трябва да включат кога и къде. Нервните, мускулните и кръвните клетки носят един и същ геном, но епигенетичните маркери са различни - клетките се развиват по различен начин и изпълняват различна функция.

Понякога тези епигенетични маркировки се пренасят от едно поколение на друго. Царевичните растения променят цвета си спонтанно 3, а при някои мишки цветът на козината на потомството зависи от това каква храна е дадена на майката 5. Превиване в опашката също може да бъде наследено 5. А майките плъхове под стрес дават тревожно потомство 5. В нито един от тези случаи не са наблюдавани промени в генома - т.е. в последователността на изграждащите ДНК блокове.

От поколение на поколение

Но това наистина ли е наследство? Плодът не е напълно изолиран, когато се развива в утробата на майката: всеки стимул от околната среда, който засяга майката, засяга и плода. И тъй като зародишните клетки се развиват много рано в плода, стимулът на околната среда също ги засяга - по този начин следващото второ поколение може да бъде пряко засегнато (вж. Илюстрацията). И в такъв случай не може да се говори за наследство.

Така че трябва да различавате точно - между епигенетично наследяване (прехвърляне от майка на дете) и епигенетични ефекти между поколенията (отпечатване на плода в утробата). За да сме сигурни, че има епигенетично наследяване, наследената черта все още трябва да бъде видима в третото поколение.

За да се върнем към горните примери: В царевицата всъщност има епигенетично наследство, ефектът все пак се появява няколко поколения по-късно. Тревожното потомство на стресираната майка плъх се запечатва в утробата - следващото поколение се държи отново нормално 5 .

Цветът на козината и формата на опашката на мишката са очевидно епигенетично наследени - но с външна помощ. В регулацията на тези гени се е прокраднал чужд ДНК елемент, остатъкът от стара вирусна инфекция. Този така наречен ретротранспозон формира превключвател, който регулира активността на гена. Мишите клетки все още разпознават вируса в ретротранспозона и се опитват да изключат ДНК елемента, като поставят върху него епигенетични маркери 5 .

Наследственост и стимули от околната среда

Унаследяването на цвета на козината и формата на опашката не е опит за адаптиране към променената среда - и по този начин не еволюционен процес - а просто страничен продукт в стремежа на мишката да се предпази от вирус.

Епигенетично наследяване при хора?

Ситуацията с хората е още по-сложна. Досега няма проучвания, които ясно да показват наследяване до третото поколение. И дори да беше, би било трудно да се докаже епигенетично влияние: животните могат да бъдат кръстосвани и контролирани по контролиран начин, но това е невъзможно при хората. Така че изследване върху хора не може да се извърши по такъв начин, че да е възможно надеждно разграничение между епигенетично наследяване и епигенетични ефекти.

Така че все още не е известно дали епигенетичното наследяване се среща и при хората. Това обаче изглежда доста малко вероятно, тъй като при всички бозайници има строго разделение между телесните клетки и зародишните клетки. Клетките на тялото реагират на дразнители от околната среда, но не могат да предадат тази информация на потомството - само зародишните клетки могат да направят това.

А при зародишните клетки почти всички епигенетични маркери се отстраняват внимателно - вече в ранното развитие на ембриона и в две различни вълни. Растенията не познават нито това строго разделяне, нито двете вълни на прочистване: Ето защо епигенетичното наследство е много по-често сред тях.

За хората се прилага следното: епигенетично отпечатване със сигурност да, епигенетично наследство по-скоро не. Наследяването според теорията на Ламарк не се извършва, историята на човешката еволюция не трябва да се пренаписва - освен ако епигенетиката има други изненади.

«Умело въведение в чудните простори на епигенетиката» Огледалото

Епигенетика и наследственост

Определение за епигенетика

Изследването на молекули и механизми, които могат устойчиво да поддържат алтернативни състояния на генна активност в контекста на една и съща ДНК последователност 6 .

Структура на генома

Хромозоми и повече хроматин.
Генът - остаряла концепция? Повече ▼.
Вече некодираща ДНК.
Геномът като РНК машина повече.
Проектът ENCODE повече.
Генетичният код повече.
Еволюция на генетичния код повече.
Единичен нуклеотиден полиморфизъм (SNP) повече.

полезна информация

Секс и гени повече.
Генните ножици режат повече генетичния материал.
CRISPR/Cas9 повече.
Състезавайте се за човешкия геном повече.

Епигенетика

Гените имат още една памет.
Епигенетика и околна среда повече.
Какво се наследява? Повече ▼.
Ламарк имаше (частично) доста повече.

в ‡ ’Структура на генома

Хромозоми и повече хроматин.
Генът - остаряла концепция? Повече ▼.
Вече некодираща ДНК.
Геномът като РНК машина повече.
Проектът ENCODE повече.
Генетичният код повече.
Еволюция на генетичния код повече.
Единичен нуклеотиден полиморфизъм (SNP) повече.

Секс и гени повече.
Генните ножици режат генетичния материал повече.
CRISPR/Cas9 повече.
Състезавайте се за човешкия геном повече.

Гените имат още една памет.
Епигенетика и околна среда повече.
Какво се наследява? Повече ▼.
Ламарк имаше (частично) доста повече.

Наследственост и стимули от околната среда

пулп - блогът

21 ноември 2020 г.
Контрол върху генното устройство
Изследователите разработват два генетични елемента, предназначени да спрат генните двигатели след освобождаване.
Повече ▼.

Кратко и сладко

околната среда може да повлияе на генома - чрез така наречените епигенетични маркери
при растенията и безгръбначните епигенетичните маркери могат да бъдат наследени
епигенетичните маркери рядко се наследяват при бозайници
По-често има епигенетични ефекти между поколенията - отпечатването на плода в утробата

Този уебсайт използва бисквитки за подобряване на съдържанието и потребителското изживяване. информация