Anatomija-Leksikonas

Epigenetika

apibrėžimas

Epigenetika yra platus ir platus biologinis laukas, kuriame nagrinėjamos genetinės funkcijos, peržengiančios gryną DNR bazių seką.
Genomą visų pirma sudaro DNR grandinės, kurios yra suformuotos iš skirtingai išdėstytų bazių porų. Kiekviename žmoguje yra skirtumų bazinių porų eiliškume, kurie galiausiai lemia kiekvieno žmogaus individualumą.
Bet net ir turint tą patį genomą, epigenetiniai veiksniai gali lemti, kad genų sekos bus įgyvendinamos skirtingai ir lems tolesnius skirtumus.
Šiais laikais šias žmogaus epigenetines savybes galima iš dalies ištirti tik genome.

Net turint akivaizdžiai nepažeistą genetinę medžiagą, ši epigenetika gali sukelti ligas vėliau modifikuodama genetinę medžiagą.

Kaip veikia epigenetika?

Žmogaus genomą, esantį chromosomose, sudaro daugybė bazinių porų, koduojančių genetinę medžiagą.
Bazinės poros nusako kodą, pagal kurį kūnas konvertuoja genetinę medžiagą.
Genetinės ligos atsiranda dėl to, kad genuose atsiranda mutacijos ar poslinkiai atskirose bazėse, kai kodas yra neteisingas ir gaminamas neteisingas genas.
Tipiškas tokios ligos pavyzdys yra cistinė fibrozė. Skirtingos mutacijos ir apsigimimai lemia „CFTR geno“, koduojančio chlorido kanalą įvairiuose organuose, defektą.

Epigenetinių pokyčių atveju tokio aiškaus geno pokyčio nėra.
Norint geną paversti atitinkamu produktu, kuris veikia ir veikia organizme, vyksta daugybė kitų procesų:

DNR yra supakuota ir pirmiausia turi būti atlaisvinta, kad būtų atskleistos gaminamos genų sekos. Epigenetikoje procesai vyksta pačiose DNR bazėse arba DNR gijų pakavime, o tai keičia atskirų genų segmentų gamybos metodą. Tai leidžia paryškinti atskiras genų sritis, o kiti skyriai yra uždaromi.

Epigenetinių pokyčių poveikis genomui gali būti nemažas. Tai reiškia, kad svarbios genų sekos gali būti visiškai išjungtos, o kiti genai - per daug.
Tai gali sukelti ligas ir skirtingas fizines savybes skirtingais būdais.
Gyvenimo metu epigenetika keičiasi dėl amžiaus ir dėl hormonų bei aplinkos veiksnių įtakos.

Dėl šios priežasties manoma, kad epigenetika turi lemiamą įtaką širdies ir kraujagyslių ligų vystymuisi ir senėjimo procesui.
Dėl epigenetinių pokyčių taip pat gali atsirasti šizofrenija, Alzheimerio liga, vėžys, diabetas ir psichinės ligos.
Šioje srityje vis dar atliekama daug tyrimų, kad ateityje būtų galima paaiškinti ir geriau gydyti įvairias ligas.

Epigenetikos pavyzdžiai

Epigenetinius pavyzdžius galima pastebėti kiekvienam senatvės žmogui. Daugelio ligų kilmė šiandien priskiriama epigenetiniams pokyčiams.
Tipiškas matomos epigenetikos pavyzdys yra vadinamasis „X inaktyvacija“.
X chromosoma visiškai uždaroma epigenetiniais procesais. Tai ypač paveikia moteris, turinčias dvi X chromosomas.Viena X chromosoma išlieka aktyvi, todėl nėra pastebimų klinikinių simptomų.
Tai gali sukelti genetines vadinamąsias „recesyvines“ ligas, kurios išsisklaido vis dar suaktyvintoje X chromosomoje, kurios kitaip nebūtų buvę, nes jas galėjo kompensuoti antroji X chromosoma.

Kitas epigenetikos pavyzdys yra tai, kas vadinama „genomo įspaudu“.
Vaiko genai turi tėvų genomo įspaudą, o tai reiškia, kad aktyvūs yra tik vieno iš tėvų genai. Tai taip pat gali sukelti retas ligas, tokias kaip Angelmano sindromas, Prader-Willi sindromas ar net naviko ligos, pavyzdžiui, Wilmso navikas.
Tikslus genomo įspaudimo poveikis šioms ligoms vis dar nėra ištirtas.

Koks epigenetikos vaidmuo sergant vėžiu?

Intensyviai tiriami epigenetikos ir vėžio vystymosi ryšiai. Dauguma vėžio atvejų atsiranda dėl nenuslopinto ląstelių dauginimo, kurios vėliau virsta naviko ląstelėmis.
Tai gali lemti genetinės modifikacijos ar epigenetiniai veiksniai.
Tai gali paryškinti atskiras genų sekas ir paskatinti naviko augimą.

Tiek vaikų, tiek suaugusiųjų navikai gali atsirasti dėl epigenetinių pokyčių.
Šias ligas vis dar galima ypač gerai ištirti vaikams, nes jų epigenetika yra labai panaši. Gyvenimo metu epigenetika keičiasi dėl amžiaus ir įvairių aplinkos veiksnių.
Tai atveria naujas naviko vystymosi galimybes.

Šie epigenetiniai genų reguliavimo variantai gali būti panaudoti ir jūsų naudai gydant vėžį. Iš esmės aktyvuoto geno epigenetiką galima pakeisti taip, kad vėžys būtų pašalintas tiesiogiai.

Vėžio vystymosi ir vėžio gydymo epigenetiniais mechanizmais tyrimuose vis dar yra didelių spragų.
Kol kas šių metodų terapiškai naudoti neįmanoma.

Koks epigenetikos vaidmuo sergant depresija?

Epigenetika vaidina svarbų vaidmenį, ypač vystantis psichinėms ligoms.
Aktyvinant ir inaktyvinant tam tikras genų sekas, gali išsivystyti tokios ligos kaip depresija ir šizofrenija.

Tikriausiai tai lemia ir amžius, ir aplinkos veiksniai, lemiantys pakitusius epigenetinius procesus. Psichikos ligos sąveikauja su žmogaus epigenetika.
Pavyzdžiui, yra žinoma, kad psichologinis stresas sukelia epigenetinius pokyčius, dėl kurių ląstelės sensta.

Sunkus psichologinis stresas vaikystėje taip pat daro didelę įtaką epigenetikai, o tai vėliau gali sukelti psichines komplikacijas.

Skaitykite daugiau šia tema: Depresijos priežastys

Dvynių epigenetika

Epigenetikos tyrimai gali būti atliekami labai gerai, ypač identiškų dvynių.
Nors jie turi tą pačią genetinę struktūrą, per visą gyvenimą jie gali turėti labai skirtingas išorines ir vidines savybes.

Šiuos skirtumus galima atsekti epigenetiniams pokyčiams, kuriuos sukelia atsitiktinumai ir aplinkos veiksniai. Net jei kiekvieno dvynio genetinė struktūra yra vienoda, suaktyvinamos tik kelios genų sekos, už kurias atsakingos atskirai skirtingos epigenetikos.

Jauname amžiuje epigenetika vargu ar skiriasi.
Senstant ir keičiantis aplinkai, skirtumai tampa akivaizdesni.
Tačiau vis dar yra epigenetinis įspaudas.
Tai reiškia, kad panaši epigenetika su dvynių epigenetinėmis ligomis vystosi tikimybė išlieka didelė.

Daugiau informacijos apie dvynukus: Dvynių nėštumas - ką reikėtų žinoti!

Kokią įtaką epigenetikai daro aplinka?

Remiantis dabartine tyrimų būkle, epigenetikai didelę įtaką daro pažengęs amžius, sutapimai ir aplinkos veiksniai.
Aplinkos veiksniai gali būti psichologinio ir fizinio pobūdžio.

Žinomi neigiami aplinkos veiksniai, sukeliantys neigiamus epigenetikos pokyčius, yra vaikų traumos, stresas, psichologinis kančia ar depresija.
Nesveika mityba ar kenksmingos cheminės medžiagos, tokios kaip tabako dūmai ar alkoholis, taip pat turi neigiamos įtakos genetinės struktūros epigenetikai.

Vyresniame amžiuje dėl epigenetinių pokyčių įvairios aplinkos įtakos gali sukelti psichikos, širdies ir kraujagyslių sistemos, taip pat daugybės kitų organų ligas.
Tačiau tikslūs santykiai ir veikimo būdai genome dar nebuvo ištirti.