Нутри-епигенетика - Връзката между диетата и генетиката

НУТРИГЕНОМИКА
Нутри-епигенетика: Връзката между диетата и генетиката

Дорийн Гил и Гай Вержер
Начинът, по който се храним, може да повлияе на здравето на нашите деца и внуци. Защото има все повече доказателства, че нашата диета може да се намеси в епигенетични механизми. Статията показва връзката между диетичните модели и последващото влияние на епигенетичните модификации.

1. химични промени в ДНК; 2. химични промени, които засягат ДНК-
свързани протеини (хистони) и 3. влиянието на РНК молекулите.

Химични промени в ДНК (ДНК метилиране)

За да се разбере подхода за метилиране на ДНК

за да може, трябва да е разбираемо, как точно

ДНК е организирана в клетката (Фигура 1). На

За метилиране на ДНК се говори кога

малки молекули (така наречените метилови групи: -CH3)

ковалентно се прикрепят към ДНК, създавайки хромата-

структура на калай и съответно активността на

Гени под влияние. Казано по-просто е a

дефиниран ген, затворен от това метилиране

и информацията, която съдържа, за да се получи a

Протеин заключен, така че протеинът вече не е

могат да бъдат произведени. Това явление означава-

е известно като «заглушаване на гена». Недостатъците-

Последователностите на такива модификации са сложни и в зависимост от положението на метилирането в генома, генната експресия може да се активира и чрез метилиране-

Nutri-épigénétique: аламентация на релацията и генетиката

на. ДНК метилирането в никакъв случай не е в неравностойно положение, а по-скоро от съществено значение за нормалното развитие на телесните клетки. Дерегулацията на метилирането на ДНК може да бъде трудна-

Mots clés: модификации на хистони - регулаторен епигентик - моделна издръжка и епигенетика

причиняват заболявания като рак, диабет, неврологични заболявания и така нататък. Тези предимно хронични и свързани с възрастта заболявания често са придружени от хипометилиране, което се причинява от недостатъчен прием на храни, съдържащи метилови групи (вж. Параграф Nutri-Epigenetics) или свързани с възрастта, намалени

De plus en plus d’indices предполагат, че notre alimentation peut intervenir sur des mécanismes épigénétiques. La désentation de Doreen Gille et Guy Vergères, Institut des science alimentaires, présente les Relations entre des modèles alimentaires et les effets sur les modifications épigénétiques qui en résultent.

Химични промени в протеините, свързани с ДНК (хистонови модификации)

В случай на хистони (клетка 1), различни молекули, като метилови групи, също могат да се свържат. Те гарантират, че структурата на хроматина е много по-компактна и по този начин възможността за транскрибиране на информацията от гените е изключително трудна („заглушаване на гена“). Добавянето на ацетил и фосфор групи, от друга страна, отваря хроматиновата структура и увеличава достъпността до ДНК, което от своя страна активира генната експресия (6). Ефектите от тези модификации върху генната експресия също са сложни и непрекъснато се предизвикват изследвания, за да се съчетае този опростен модел с експерименталната реалност.

Фигура 1: Структура и организация на хромозомната ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) е носител на генетична информация, която е кодирана под формата на гени. От химическа гледна точка ДНК се състои от дълговерижни молекули на много нуклеотиди, които винаги се състоят от захар, фосфатен остатък и една от четирите различни основи: аденин, тимин, гуанин, цитозин. Последователността на тези бази определя генетичната информация. Освен това верижните молекули не са голи в клетъчното ядро, а са увити около протеини, така наречените хистони, и организирани заедно с тях в сложни структури. ДНК, обвита около хистоните, се нарича хроматин.

Епигенетична регулация с помощта на микроРНК (miRNA)
От няколко години е известно, че молекулите на РНК също могат да повлияят на генната експресия. Тези генно-регулиращи молекули miRNA се образуват от самите клетки в отговор на външни влияния на околната среда или други специфични сигнали. Те влияят на многобройни клетъчни процеси и регулират генната експресия чрез контролиране на метилирането на ДНК и модификациите на хистона и обратно (5). Променените нива на miRNA са свързани с появата и развитието на различни видове рак, особено промени в клетъчния растеж и процеси, свързани с програмирана клетъчна смърт (7). Епигенетичните модификации не са твърди или предварително определени процеси, но се определят от много фактори, но особено от индивидуалния начин на живот. Диетата, състоянието на движение, съставът на чревната флора и влиянието на лекарството в най-широк смисъл (напр. Лекарства, лечения), лекарствата, токсичните съединения и заболявания са важни фактори, определящи статуса на епигенетичната модификация (8).

Фигура 2: Метаболизъм на С1, който доставя метилови групи към ДНК и хистони. Показани са интерфейси, които могат да бъдат епигенетично повлияни от вещества (витамини, микроелементи и др.) От храни (взето от [39]).
Производство на ДНК метилтрансферази (3). Последствията от ДНК хиперметилирането върху развитието на заболявания също са изследвани (4). Процесът на метилиране може да бъде обърнат по различни метаболитни пътища (деметилиране) и играе основна роля в развитието на ембрионалната и клетъчната диференциация (5).

Нутри-епигенетика
Нутри-епигенетиката изследва връзката между хранителните вещества и хранителните модели и техните последици върху епигенетичните модификации и по този начин върху генната експресия (9). Съображенията започват не само когато малкото дете започне да яде, а по-скоро вече в утробата: Храненето е най-важният вътрематочен фактор на околната среда, който влияе върху генетичната активност на нероденото дете и обикновено има последици за целия живот (10). Това е мястото, където ДНК метилирането и модификаторите на хистона играят роля-

Клетка 1:
Ето как генетичната информация се превръща в протеин
Ако се експресира „ген“, този участък от гена в ДНК се отваря и се извършва „процес на разчитане“. С ДНК като модел се създава нова молекула, РНК (рибонуклеинова киселина). РНК е подвижна, напуска клетъчното ядро и според нейната информация (копирана от ДНК) след това се образува подходящият протеин. Тези процеси се наричат транскрипция (копиране) и транслация (превод) и колективно като генна експресия.
Клетка 2:
Накратко: епигенетика, епигеномика и нутри-епигенетика
Епигенетиката (епи = гръцки за „в допълнение“/„също“, генетика = гръцки за „произход“/„произход“) се занимава с промени в ДНК последователността, които не се основават на мутации и въпреки това се предават. Промените могат да се наблюдават във фенотипа, но не и в генотипа. Епигенетичната дисциплина се занимава с модификации на отделни гени или набори от гени, докато епигеномиката изследва епигенетичните участници в целия геном. NutriEpigenetics изследва влиянието на хранителните вещества и хранителните модели върху епигенетичните промени.
3 | 2016 SZE 11

«Епигенетичен
Модификациите са обратими, но могат да възникнат, когато клетките на тялото се разделят-
»Да се наследи.