Епігенетика

Епігенетика – наука, яка вивчає зміни експресії генів , які не пов’язані зі змінами послідовності нуклеотидів у ДНК , наприклад, шляхом мутації або рекомбінації.

Термін епігенетика складається із слів епі – поза чимось, крім , та генетики. Винахід цього терміну приписується Конраду Х. Ваддінгтону, який у своїй роботі в 1939 р. використовував термін “епігенетичний”, пояснюючи, чому ембріональні клітини диференціюються в абсолютно різні тканини, хоча вони мають однаковий генетичний матеріал.

Епігенетичні зміни зберігаються в ряді мітотичних поділів соматичних клітин , а також можуть передаватися наступним поколінням. Прикладами епігенетичних змін є: метилювання ДНК; ремоделювання хроматину (метилювання, ацетилювання та деацетилювання гістонів); регуляція на рівні РНК, зокрема РНК-інтерференція; пріонізація білків; інактивація X-хромосоми.

Хоча всі клітини багатоклітинного організму містять практично однакову генетичну інформацію, однаковий генотип , клітини різних тканин значно відрізняються і демонструють різний фенотип . Це різноманіття пояснюється різним використанням однієї і тієї ж генетичної інформації, в результаті чого в організмі людини виробляється близько 200 різних типів клітин.

Одним із прикладів епігенетичної зміни еукаріотичної біології є процес клітинної диференціації . Під час морфогенезу , поліпотентними стовбурові клітини стають різні плюрипотентні клітинні лінії цього ембріона , які в свою чергу стають повністю диференційованими клітинами.

Іншими словами, з однієї заплідненої яйцеклітини – зиготи – в результаті ділення отримуються дочірні клітини, які перетворюються в різні типи клітин в організмі, в тому числі нейрони , м’язові клітини , епітелій , ендотелій зсудини тощо, активуючи одні гени, пригнічуючи експресію інших.

Саме епігенетичні механізми дають можливість створювати постійні зразки експресії генів для даної диференційованої клітини і водночас дають можливість короткочасних, оборотних змін у їх експресії . Завдяки їм ініціюються та підтримуються процеси, пов’язані з диференціацією клітин.

У ссавців важливі епігенетичні процеси перепрограмування відбуваються на етапі гаметогенезу і до імплантації ембріонів. В індивідуальному розвитку різні зміни експресії генів відбуваються в результаті епігенетичного перепрограмування, які впливають на фенотип. Вони накопичуються протягом життя, а поряд із пошкодженням клітин та зниженою здатністю до їх відновлення вони є одним із явищ, пов’язаних зі старінням.

Епігеномом називається безліч молекулярних міток, що регулюють активність генів, але не змінюють первинну структуру ДНК. Це набір модифікацій ДНК та білків гістону, які регулюють структуру хроматину , і таким чином контролюють експресію генів, реплікацію та відновлення ДНК та інші клітинні функції.

Епігеном може контролювати потенціал геному , визначати, які гени будуть активними, програмувати функції клітин та їх розвиток.

Епігенетичні відмінності можуть пояснити відмінності між однаковими фенотипами близнюків, незважаючи на той самий геном.  Ці розбіжності більші, коли близнюків виховували в різних умовах .

Top
ukUkrainian
en_GBEnglish ukUkrainian