Эпигенетика және эпигеном. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

Эпигенетика дегеніміз не?

Эпигенетика - гендік экспрессиядағы тұқым қуалайтын белгілердің өзгеруі, ол ДНҚ тізбегінің өзгеруіне жатпайды. Басқаша айтқанда, бұл генотипті өзгертпестен фенотиптің өзгеруі. ДНҚ-ның гендік экспрессиясының реттегіш аймақтарына қосылған репрессорлы ақуыздар. Эпигенетика табиғи және жүйелі түрде жүреді, бірақ оған сыртқы және ішкі орта, жас және ауру жағдайлары себеп болуы мүмкін. Гистон модификациясы, ДНҚ метилизациясы және кодталмайтын РНҚ (ncRNA) геннің үнсізденуі - эпигенетиканы бастайтын және қолдайтын механизм. Басқа эпигенетикалық процестерге парамтациялау, Х хромосомасын инактивациялау, басып шығару, бетбелгі және клондау кіруі мүмкін. ДНҚ зақымдануы эпигенетикалық өзгерістерге де әкелуі мүмкін. Эпигенетикада болатын өзгерістер жасушаның бөлінуінен жасушаның өмір сүру ұзақтығына дейін созылады немесе ДНҚ тізбегінің өзгеруіне қатыспай көптеген ұрпақтар үшін сақталуы мүмкін; моногенетикалық факторлар организмнің гендерін басқаша ұстауға көмектеседі. Эпигенетикалық альтерацияның мысалы - жасушалық дифференциация процесі. Эпигенетикадағы өзгерістер ДНҚ-ның нуклеотидтік тізбегін емес, гендердің модификациясын тудырады. Бұл өзгерістер ұрпақтан ұрпаққа трансгенерациялық эпигенетикалық мұра деп аталатын процесс арқылы берілуі мүмкін.

Эпигенетикада ДНҚ-ның сыртқы модификациялары гендерді «қосады» немесе «өшіреді». ДНҚ метилизациясы - эпигенетиканың жақсы мысалы. ДНҚ молекуласының бір бөлігіне метил тобының қосылуы белгілі гендердің көрінуіне жол бермейді. Гистон модификациясы - эпигенетикаға тағы бір мысал. Егер гистон ДНҚ-ны қатты сығып алса, бұл жасушаның гендерді оқуға әсер етеді.

Эпигеномика

Эпигеномика (грек тілінен удар. api- жақын, қасында) – сыртқы ортаның әсерінінен генетикалық емс әсермен анықталатын, генетикалық мәтінді зерттейтін ғылым (мысалы, ДНҚ-ның метилденуі

Эпигенетика және тамақтану

• Джиртлу зертеуі бойынша тышқандардың геніне жасанді генді енгізу арқылы мутантты семіз, сары түситі, аурушаң тышқандар алды. Ол осы зерттеуді ары қарай жалғасытырып, осы мутантты генді алып тастамай ақ «қалыпты» тышқанға айналдыруға бола ма деген зерттеу жасады.
• Ол жүкті агути (сары) тышқандардың қорегіне фолиевий қышқылы, В12 дәруменін, холин және метионинді қосты. Нәтижесінде тақам құрамындағы қоспалар мутантты генді «қалыптыға» өзгерткенін көрсетті.
• Сонымен қатар пайда болған жаңа белгілер бірнеше ұрпақта сақталған. (зерттеуден кейін ұрпақтарда қоректену қосымша қоспаларсыз қалыпты болған.

Физикалық жаттығу

• Зерттеулер дәледегендей физикалық жаттығу да эпигенетикалық әсерге жатады. Физикалық жаттығу кейбір гендерді «қосады» немес «ажыратады»

Қалыптастырушы бағалауға арланған тапсырмалар

• Эпигеном деген не?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………......

• Төменде жүкті тышқандардың ұрпақтарына соя құрамындағы генистеиннің әсері нәтижесі берілген

1 сурет

2 сурет

(а) зерттеу нәтижесі

(і). Берілген деректерді пайдаланып, метилдену (ось Y) мен тышқандардың түсі (ось X)?арасында қандай байланыс барын түсіндіріңіз.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.Тышқандардың салмағы (ось Y) мен тышқандардың түсі (ось X)?арасында қандай байланыс барын түсіндіріңіз

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. тышқандардың ұрпақтарындағы түстердің әр түрлі болуының себебін түсіндіріңіз. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Тышұандардың қай популяциясында агути гені «өшірулі» …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. Төмендегі ДНК сызбасы қоңыр түсті және сары түсті тышқандардың агути генін көрсетеді делік. ДНК –ның тиісті тізбегіне метил тобын салу арқылы тышқандардың қайсысында метилденген агути гені бар екендігін анықтаңыз.

Пайдалы сілтемелер

https://www.youtube.com/watch?v=Gtt_NxTo1OU ( video)

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05778-1

http://www.pbs.org/wgbh/nova/body/epigenetic-mice.html