Эпигенетика. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.
- Эпигенетиканың молекулалық негізі
- Эпигенетиканың молекулалық негізі өте күрделі. Сонымен қатар, бұл ДНҚ-ның бастапқы құрылымына әсер етпейді, бірақ белгілі бір гендердің белсенділігін өзгертеді. Бұл көпжасушалы организмнің дифференциалды жасушаларында тек олардың белгілі бір белсенділігі үшін қажетті гендер ғана көрінетінін түсіндіреді. Эпигенетикалық өзгерістердің ерекшелігі - олардың клеткалардың бөлінуі кезінде сақталуы. Эпигенетикалық өзгерістердің көпшілігі тек бір ағзаның тіршілігінде болатыны белгілі. Сонымен қатар, егер ДНҚ-ның өзгеруі спермада немесе жұмыртқада болса, онда кейбір эпигенетикалық көріністер бір ұрпақтан екінші ұрпаққа берілуі мүмкін.
- ДНҚ метилизациясы
- Бүгінгі таңда ең жақсы зерттелген эпигенетикалық механизм цитозин ДНҚ негіздерінің метилизациясы болып табылады. Генетикалық экспрессияны, оның ішінде қартаюды реттеудегі метиляцияның рөлі туралы қарқынды зерттеулердің басталуы ХХ ғасырдың 70-жылдарында Борис Федорович Ванюшин мен Геннадий Дмитриевич Бердышев және басқалардың ізашарлық жұмыстарымен басталды. ДНҚ метилизациясы цитозин сақинасының C5 орнында CpG динуклеотидінің бөлігі ретінде метил тобының цитозинге қосылуын қамтиды. ДНҚ метилизациясы негізінен эукариоттарға тән. Адамдарда геномдық ДНҚ шамамен 1% метилденеді. 1, 3a және 3b (DNMT1, DNMT3a және DNMT3b) ДНҚ метил трансферазалары деп аталатын үш фермент ДНҚ метилизация процесіне жауап береді. DNMT3a және DNMT3b дамудың алғашқы кезеңдерінде ДНҚ метилизация профилін құрайтын де ново метилтрансферазалар деп саналады және DNMT1 организм өмірінің кейінгі кезеңдерінде ДНҚ метилизациясын жүзеге асырады. DNMT1 ферменті 5-метилцитозин үшін жоғары аффиналдылыққа ие. DNMT1 «жартылай метилденген учаскені» (цитозин тек бір ДНҚ жіпшесінде метилденетін сайтты) тапқанда, сол цитозинді екінші торда метилдейді. Метилизация функциясы - генді активтендіру / ажырату. Көп жағдайда геннің промоторлы аймақтарының метилизациясы ген белсенділігінің тежелуіне әкеледі. ДНҚ метилизациясының шамалы өзгерістері де ген экспрессиясының деңгейін айтарлықтай өзгерте алатындығы көрсетілді.
- • Гистондардың модификациясы
- Гистондардағы амин қышқылының модификациясы ақуыз молекуласында жүреді, бірақ N-құйрықты модификациялар жиі кездеседі. Бұл модификацияларға мыналар жатады: фосфорлану, уақыттану, ацетилдеу, метилляция, сумойляция. Ацетилизация гистондардың ең көп зерттелген модификациясы болып табылады. Осылайша, H3 гистонының 14-ші және 9-шы лизиндерін (сәйкесінше H3K14ac және H3K9ac) ацетилтрансфераза арқылы сәйкестендіру хромосоманың осы аймағында транскрипциялық белсенділікке әкеледі. Бұл лизин ацетилизациясының оң зарядты бейтарап күйге өзгертетіндігіне байланысты, бұл ДНҚ-да теріс зарядталған фосфат топтарымен байланыс орнатуға мүмкіндік бермейді. Нәтижесінде гистондар ДНҚ-дан ажыратылады, бұл SWI / SNF кешенінің жалаңаш ДНҚ-сына қонуға әкеледі және транскрипцияны бастайтын басқа транскрипция факторлары. Бұл эпигенетикалық реттеудің «цис» моделі.
- Гистондар өзгертілген күйін сақтай алады және репликациядан кейін ДНҚ-мен байланысатын жаңа гистондардың модификациясының матрицасы ретінде әрекет ете алады.
- • Хроматинді қалпына келтіру
- Эпигенетикалық факторлар белгілі бір гендердің экспрессиялық белсенділігіне бірнеше деңгейде әсер етеді, бұл жасуша немесе организмнің фенотипінің өзгеруіне әкеледі. Бұл әсер ету тетіктерінің бірі - хроматинді қалпына келтіру. Хроматин - бұл ақуыздармен, ең алдымен гистон ақуыздарымен ДНҚ кешені. Гистондар ДНҚ-ның айналасында нуклеосома түзеді, нәтижесінде ядрода оның тығыздалуы пайда болады. Гендер экспрессиясының қарқындылығы геномның белсенді түрде көрсетілген аймақтарындағы нуклеосома құрылымының тығыздығына байланысты болады. Нуклеосомаларсыз хроматин ашық хроматин деп аталады. Хроматинді қалпына келтіру дегеніміз - ДНҚ-ға нуклеосоманың «тығыздығы» мен гистонның байланысын белсенді түрде өзгерту процесі
- Приондар
- Прион ақуыздары аномалды үш өлшемді құрылымға ие және гомологиялық қалыпты ақуыздардың ұқсас (приондық) ақуызға құрылымдық өзгеруін катализдеуге, мақсатты ақуызға қосылып, оның конформациясын өзгертуге қабілетті. Әдетте, ақуыздың приондық күйі белоктың α-спирттерінің β-қабаттарға ауысуымен сипатталады. Приондар - көбеюі нуклеин қышқылдарының қатысуынсыз жүретін жалғыз инфекциялық агенттер және олар ақуыздан ақуызға ақпараттарды берудің белгілі әдісін жүзеге асырады.
- Құрылымдық тұқым қуалау жүйелері
- Тетрахимена және Парамеций сияқты генетикалық жағынан ұқсас клилаттарда клетканың бетіндегі цилияны ұйымдастырудағы айырмашылықтардың мұрагері көрсетілген. Тәжірибелік түрде өзгертілген үлгіні еншілес жасушаларға беруге болады. Қолданыстағы құрылымдар жаңа құрылымдардың шаблондары ретінде көрінуі мүмкін. Бұл мұрагерліктің механизмдері айқын емес, бірақ көп клеткалы организмдердің құрылымдық тұқым қуалаушылық жүйелері бар деп сенуге негіз бар.
- • MicroRNA
- Соңғы уақытта кішкене кодталмаған РНҚ (миРНҚ) генетикалық белсенділігін реттеу процестеріндегі рөлді зерттеуге көп көңіл бөлінді. МикроРНҚ-лар мРНҚ-ның тұрақтылығы мен аударылуын mRNA-ның 3'-транслантацияланбаған аймағына қосымша байланыстыру арқылы өзгерте алады.
- Мәні
- Соматикалық жасушалардағы эпигенетикалық мұрагерлік көп жасушалы организмнің дамуында маңызды рөл атқарады. Барлық жасушалардың геномы бірдей, сонымен бірге көп клеткалы организмде қоршаған ортаның сигналдарын әр түрлі қабылдайтын және әр түрлі функцияларды атқаратын әртүрлі сараланған жасушалар болады. Бұл «жасушалық жадты» қамтамасыз ететін эпигенетикалық факторлар.
- Медицина
- Генетикалық және эпигенетикалық құбылыстар адам денсаулығына айтарлықтай әсер етеді. Гендік метиляцияның бұзылуына байланысты, сондай-ақ геномдық импринттерге сезімтал геннің гемизигоздылығына байланысты пайда болатын бірнеше аурулар белгілі. Эпигенетикалық терапия осы ауруларды эпигеномаларға әсер ету және бұзылуларды түзету арқылы емдеу үшін жасалады. Көптеген организмдер үшін гистон ацетилизациясы / деацетилдену белсенділігінің өмір сүру ұзақтығымен байланысы дәлелденді. Мүмкін дәл осы процестер адамдардың өмір сүру ұзақтығына әсер етуі мүмкін.
- Эволюция
- Эпигенетика негізінен соматикалық жасушалық жад аясында қарастырылса да, генетикалық өзгерістер ұрпаққа берілетін бірқатар трансгенеративті эпигенетикалық әсерлер бар. Мутациялардан айырмашылығы, эпигенетикалық өзгерістер қайтымды және, мүмкін, бағытталуы мүмкін (бейімделгіш). Олардың көпшілігі бірнеше ұрпақтардан кейін жоғалып кететіндіктен, олар тек уақытша бейімделу бола алады. Эпигенетиканың белгілі бір гендегі мутация жиілігіне әсер ету мүмкіндігі де белсенді талқыланады. Цитозиндік деаминаза ақуыздарының APOBEC / AID тұқымдастығы ұқсас молекулалық механизмдерді қолдана отырып генетикалық және эпигенетикалық тұқым қуалаушылыққа қатысатындығы көрсетілді. Көптеген ағзаларда трансгенеративті эпигенетикалық құбылыстардың 100-ден астам жағдайы анықталды.
Толық нұсқасын 30 секундтан кейін жүктей аласыз!!!
Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:
Facebook | VK | WhatsApp | Telegram | Twitter
Қарап көріңіз 👇
Пайдалы сілтемелер:
» Туған күнге 99 тілектер жинағы: өз сөзімен, қысқаша, қарапайым туған күнге тілек
» Абай Құнанбаев барлық өлеңдер жинағын жүктеу, оқу
» Дастархан батасы: дастарханға бата беру, ас қайыру
Соңғы жаңалықтар:
» 2025 жылы Ораза және Рамазан айы қай күні басталады?
» Утиль алым мөлшерлемесі өзгермейтін болды
» Жоғары оқу орындарына құжат қабылдау қашан басталады?