понятие

эпигенетика

Изучение наследуемых изменений в экспрессии генов, не связанных с изменениями в самой последовательности ДНК.
5 статей

Описание

Эпигенетика изучает изменения в том, как используются гены, которые не затрагивают саму последовательность ДНК, но могут передаваться при делении клеток, а иногда и между поколениями. Буквы ДНК остаются прежними; меняется то, какие гены включены или выключены и насколько сильно. Эти изменения часто представляют собой химические метки, прикреплённые к ДНК или к белкам, которые её упаковывают. Эпигенетика важна, потому что объясняет, как один геном может дать начало сотням типов клеток, как факторы окружающей среды, такие как питание или стресс, могут оставлять долговременные следы на активности генов, и почему однояйцевые близнецы могут различаться по риску заболеваний. Она также помогает объяснить случаи, когда признак или состояние встречается в семье без явной мутации в ДНК.

История

Термин «эпигенетика» был введён Конрадом Уоддингтоном в 1940-х годах для описания того, как гены взаимодействуют с окружающей средой, формируя признаки. Молекулярные основы, включая метилирование ДНК и модификацию гистонов, были выяснены начиная с 1970-х годов.

Как это работает

Основные механизмы — это метилирование ДНК, при котором к определённым основаниям ДНК присоединяется метильная группа и ген обычно замолкает, и модификация гистонов, при которой химические метки на белках-гистонах ослабляют или уплотняют хроматин и тем самым контролируют доступ к ДНК. Некодирующие РНК также могут направлять эти метки в определённые места. Эти метки копируются и поддерживаются при репликации ДНК, поэтому характер активности генов может сохраняться через клеточные деления. Сигналы окружающей среды могут добавлять или удалять метки — так опыт может влиять на регуляцию генов.

Где применяется

Эпигенетические маркеры используются в диагностике рака и в разработке лекарств, где препараты, изменяющие метилирование ДНК или модификацию гистонов, уже одобрены для некоторых видов рака крови. Их также изучают в сельском хозяйстве и в исследованиях старения.

Любопытный факт

У некоторых млекопитающих, включая мышей, питание матери во время беременности может изменять эпигенетические метки на ДНК её потомства так, что это сказывается на их здоровье во взрослом возрасте.

Статьи по теме · 5

Часы, которые тикают в клетках
Судебный эксперт приходит на место преступления и снимает отпечатки пальцев. Так же работают эпигенетические часы: по химическим меткам на ДНК они определяют, насколько клетка состарилась. Опухоль оставляет свои «отпечатки» — и почти всегда они говорят о дряхлости. Исследователи взяли 5528 образцов из базы TCGA, где лежат данные о метилировании ДНК при восьми типах рака.
Когда старение отменяется: рост как лекарство от времени
Гренландская акула плавает в холодной воде четвёртое столетие, и с каждым годом её шансы умереть не растут, а падают. Это не чудо, а результат эволюционного компромисса, который до сих пор ускользал от теории. Организм похож на семейный бюджет, который нельзя потратить дважды: каждую единицу энергии можно вложить в размножение, рост или починку тела.
Соседство, которое ускоряет биологические часы
Каждое утро, пока родители ещё спят, тысячи детей просыпаются под гул автострады. Этот гул становится первым звуком их жизни, а район, где они родились, — первой стартовой площадкой. Одни дети начинают путь на ровной дорожке, другие — на бегущей вверх дорожке, и темп их биологических часов различается с первых шагов. Именно это показало исследование, которое проследило 570 детей от рождения до 13 лет.
Архивная лента здоровья: как метилирование ДНК заменяет анализы крови
Капля крови на фильтровальной бумаге хранит не только клетки, но и запись того, что происходило с организмом в последние месяцы. Эта запись не в генах, а на генах: химические метки, которые клетки вешают на ДНК, меняются от еды, стресса, болезней и возраста. Учёные научились читать эту архивную ленту, чтобы восстановить картину здоровья без повторных визитов в лабораторию.
Молодость, которая пережила пересадку
Стволовые клетки крови похожи на запасные ключи от дома: они открывают дверь в любую комнату, но со временем стираются и начинают заедать. У пожилого человека такие ключи хуже справляются с замками, и кровь обновляется медленнее. Учёные давно ищут способ сделать дубликат, который останется новым даже после долгого использования.