MY.UAНовости
Кто руководит нашими генами? Загадки эпигенетики
Кто руководит нашими генами? Загадки эпигенетики

Кто руководит нашими генами? Загадки эпигенетики

Кто руководит нашими генами? Загадки эпигенетики

Задумывались ли вы над тем, как в нашем организме образуются и слаженно работают столько разных клеток? Начнем, наверное, с молекулы ДНК, которая обеспечивает способность каждой клетки сохранять и передавать по наследству информацию о ее строении и функциях. ДНК есть во всех клетках, кроме тех, которые теряют ее в процессе жизни. Она, будто книга с инструкциями-генами. Другие важные биологические молекулы — РНК — отвечают за правильное прочтение этих инструкций. Они передают информацию, по шаблону которой уже выстраиваются белки. Белки, в свою очередь, выполняют огромное количество функций, благодаря которым живет и работает клетка.

Нужно отметить, что наша ДНК очень плотно упакована — иначе она просто не вместилась бы в ядро клетки. Примерная длина ДНК человека — около двух метров, а размер ядра измеряется в микрометрах. Поэтому ДНК накручивается на белки-гистоны, уплотняется многократно и образует компактную конструкцию, которую мы называем хроматином. Но для того, чтобы образовалась РНК, необходимо, чтобы упаковка ДНК немного раскрутилась в месте нужного гена. Это одно из явлений, объясняющих феномен, почему все наши гены не проявляются одновременно, более того, некоторые из них делают это чаще, некоторые реже, а некоторые вообще «молчат». Соотношение таких генов отличается от клетки к клетке. Поэтому клетки нашей печени не такие, как клетки мышц, хотя ДНК, которую они держат в ядре, от рождения одинакова. По сути, клеточная ДНК записывает инструкции вроде «я могу танцевать и петь, лепить из глины, вышивать». И в некоторых клетках это прочитывается как «я могу танцевать и петь», часть клеток читает «я могу лепить из глины», а часть — «я могу вышивать». И имеем, соответственно, набор клеток с разными способностями, хотя ДНК у всех одинаковая. Вот именно то, как это все регулируется, и исследует, в частности, наука эпигенетика.

Эпигенетические дирижеры генного оркестра

Что же изучает эпигенетика? На уровне отдельных клеток она исследует влияние, которое руководит работой наших генов, работает с тем, что есть, но как дирижер принуждает некоторые гены-инструменты молчать, а некоторые быть громче — и может создать очень разную музыку, имея тот же состав оркестра.

Одним из таких примеров, наверное, известных всем, есть случаи с разным внешним видом (да и не только видом) близнецов, ДНК которых абсолютно одинакова. Но в течение жизни они могут подвергаться разному влиянию внешней среды, вести разный образ жизни, и в результате это влияет на них, делая разными людьми.

При чем же здесь эпигенетика? Было обнаружено, что на хромосомах идентичных близнецов эпигенетические мотки в возрасте трех лет очень похожи, а вот в возрасте 50 лет значительно отличаются. Эти мотки — метильные группы, прикрепленные на молекулу ДНК. Так, получается, само лишь наличие или отсутствие какой-то химической метки на нашей ДНК настолько сильно влияет на наш внешний вид и здоровье?

Давайте разбираться.

Первый вопрос, который может возникнуть: зачем нужна вся эта эпигенетика (точнее, эпигенетические изменения или модификации)? Даже если все гены-инструменты работают хорошо и приятно звучат, без нот и дирижера хорошую музыку они не сыграют. Должно быть понятно, что и как играть, когда кому молчать, какие делать динамические оттенки, какой темп и т.п. Поэтому регуляция работы ДНК нужна и важна, даже для одноклеточных организмов.

На сегодняшний день выделяют три основных эпигенетических механизма: это уже упомянутое нами метилирование молекулы ДНК, а также регуляция хроматина через добавление разных химических групп к белкам-гистонам и, конечно, большое количество так называемых некодирующих РНК (то есть РНК, которые после транскрипции не образуют белки, но все же самостоятельно работают в клетке).

Метилирование ДНК — это действительно химическая модификация молекулы ДНК, которая весьма устойчива и просто так сама не происходит. Для этого есть специальные белки-катализаторы (ферменты). Одни из них присоединяют к ДНК метильную группу, а другие ее отсоединяют. Самую важную роль в регуляции работы генов играет их метилирование в местах, которые называются промоторами, — именно там происходит запуск гена в работу. Но метильные группы препятствуют этому, соответственно, ген с такой меткой будет молчать, пока его не «разметилируют».

С гистонами дело немного сложнее, потому что к ним уже присоединяются не только метильные группы, а еще и ацетильные и некоторые другие. В зависимости от того, какая метка и в каком месте будет присоединена к гистонам, хроматин либо свернется плотнее, закрыв доступ к генам, расположенным на этом участке, либо же раскроется, подставив гены для образования на их основе РНК, они будут звучать в этом оркестре.

Некодирующие РНК — это вообще отдельная и невероятно интересная история. В течение долгого времени считалось: если ген не кодирует белок, то он вроде бы и не нужен, так, какой-то генетический мусор. К удивлению, в нашей ДНК этого мусора оказалось чересчур много. И вот в какой-то момент ученые выяснили, что на самом деле, хоть эта ДНК и не кодирует белок, РНК, образующаяся на ее основе, играет в клетке не менее важную роль. Некодирующие РНК очень разные, у них разные размеры и огромный набор функций. Например, микро-РНК могут разрушать РНК генов, которые уже прошли транскрипцию. Вместе с тем длинные некодирующие РНК могут стать «суперменами», оттянуть на себя микро-РНК и спасти матричную РНК гена. Но они также умеют и многое другое. На сегодняшний день трудно найти процесс в клетке, на который бы не влияли эти молекулы. Недаром в 2024 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине присудили за открытие микро-РНК.

А теперь вспомните на минутку, каким простым вам все казалось раньше: есть ДНК, есть гены, в зависимости от этих генов мы имеем определенные признаки. А получается, что все зависит далеко не только от них.

Влияет ли образ жизни на наши гены и передаются ли эти изменения по наследству?

Интересно, как внешние условия влияют на перечисленные выше эпигенетические процессы? Ученые на сегодняшний день еще не могут исчерпывающе ответить на этот вопрос, однако кое-что уже известно и, конечно, постоянно ведутся новые интересные исследования.

Мы знаем, что некоторые токсины могут непосредственно влиять на ферменты, которые проводят метилирование. Также на метилирование может влиять диета — если не потреблять достаточного количества фолиевой кислоты и холина, которые поставляют нашему организму метильные группы, упомянутым выше ферментам не будет откуда брать материал для проведения метилирования в клетке. Гормоны стресса, а также некоторые вещества, отвечающие за воспаления в нашем организме, могут запускать в клетке процессы, которые будут направлять ферменты-модификаторы гистонов в конкретные участки на хроматине. Эти ферменты добавляют в белки-гистоны ацетильные группы или удаляют их из них, что меняет состояние хроматина и доступность генов на этих участках. Некодирующие РНК тоже весьма чувствительны к многим факторам. Например, витамин D напрямую контролирует ряд длинных некодирующих РНК.

На самом деле нам не нужно брать на себя всю ответственность за регуляцию наших генов. Как минимум это слишком сложно. Все клетки нашего организма имеют уникальные эпигенетические мотки, которые формируются еще во время нашего развития. Так, во время оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки их ДНК снимает (почти все) свои мотки до «базовых настроек». В течение развития эмбриона эпигенетические параметры наших клеток динамично меняются, пока не стабилизируются, сформировав новый целостный организм. Разные его клетки будут иметь свою эпигенетическую «подпись» — это определяет их специализацию, в результате в мышечных клетках проявляются гены, которые отвечают за работу мышц, в нервных — те, что делают клетку нервной, способной воспринимать и передавать нервные импульсы, а в половых клетках перед установлением их собственных эпигенетических меток стираются все, попавшие туда в начале, даже те, что оставались после оплодотворения. В итоге ненужные каждой из этих клеток гены молчат и не мешают остальным создавать свою уникальную музыку. Следует также добавить, что на эпигенетические мотки плода может влиять состояние организма матери. Например, было показано, что стресс матери во время беременности приводит к неправильному метилированию некоторых генов будущего ребенка.

К сожалению, иногда в течение жизни, под влиянием, в частности, внешних факторов, эти уникальные мотки могут нарушаться. Некоторые из этих нарушений настолько критичны для работы клеток, что могут приводить к появлению разных заболеваний. В зависимости от того, что и где изменилось, это могут быть такие болезни как рак, диабет, аутоимунные или психические расстройства. Ни одна из систем не застрахована от таких изменений. Однако ученые понемногу учатся их исправлять. Для некоторых болезней (преимущественно для рака) уже разработали и разрешили использовать лекарство, которое влияло, например, на метилирование ДНК или ацетилирование гистонов.

Также эпигенетические изменения происходят во время старения организма. Общий уровень метилирования ДНК в большинстве тканей снижается с возрастом, зато новые метильные мотки могут появляться на отдельных «избранных» генах. Ученые исследовали этот процесс и даже разработали «эпигенетические часы» — так, с помощью определенных меток метилирования можно определить биологический возраст своих тканей. Конечно, человек — такое существо, которому хотелось бы научиться повернуть назад стрелки этих часов. Пока известно, что лучше всего влияет на них здоровый образ жизни: сбалансированная диета, физическая активность, неупотребление всяческих токсичных для организма веществ, а также минимизация стресса.

Кроме определения биологического возраста, эпигенетические изменения можно использовать и как маркеры разных заболеваний. Есть много исследований, которые показывают, что по метилированию определенных генов, изменению уровня микро-РНК или длинных некодирующих РНК можно улучшить диагностику, точнее описать характер и прогноз заболевания, откорректировать лечение.

И, наконец, вопрос, который волнует многих: передаем ли мы свои эпигенетические изменения потомкам?

Сейчас нет окончательного подтверждения такой передачи у людей. Как видим, природа старается это предотвратить, обнуляя эпигенетические мотки во время образования половых клеток и после оплодотворения. Есть некоторые работы, вроде бы показывающие возможность эпигенетического наследования, но нет оснований утверждать, что оно обязательное и систематичное.

Итак, эпигенетика — очень интересная наука, она интенсивно развивается и уже сейчас обогащает наше понимание влияния окружающей среды на развитие организма, его здоровье и то, как его сохранить.

Поделиться
Поделиться сюжетом
Источник материала
Три ложки в барабан — и даже серая и старая постель станет идеально белой: полезный трюк
TSN
2026-07-26T12:51:48Z
Где на самом деле нужно хранить картофель: ответ удивил даже экспертов
Comments UA
2026-07-28T14:03:22Z
Салат из кабачков за 10 минут: топ-3 простые рецепты, которые исчезают со стола первыми
TSN
2026-07-25T02:06:07Z
Чайник как новый без уксуса и химии: эффективный способ очистить прибор от накипи
Comments UA
2026-07-23T18:33:26Z
Помидоры сразу начнут краснеть: огородник назвал единственный действенный метод
GlavRed
2026-08-05T17:12:04Z
Стюардесса раскрыла секреты комфортного перелета: о них знают не все
TSN
2026-08-05T17:06:11Z
Огурцы перестанут горьчить: с какой стороны нужно чистить овощ
GlavRed
2026-07-28T13:15:04Z
Какие растения садоводы рекомендуют обрезать сейчас: не откладывайте до осени
TSN
2026-07-27T16:06:34Z
Крысы мгновенно исчезнут из дома: поможет один простой продукт с кухни
GlavRed
2026-07-26T16:33:33Z
Как быстро снизить артериальное давление без лекарств: простой способ, о котором никто не знает
TSN
2026-07-26T11:21:23Z
Не только вода и овощи: диетолог объяснила, как нужно питаться в жаркие дни
Знай
2026-08-04T18:57:07Z
Кому категорически нельзя есть грецкие орехи. Проверьте, нет ли у вас этой болезни
Gazeta UA
2026-07-23T17:51:15Z
Годами носила "бомбу замедленного действия": в Ровно женщине удалили гигантскую опухоль
TSN
2026-07-30T11:09:31Z
Врачи предупредили: привычка спать с включенным вентилятором может незаметно вредить вашему здоровью
TSN
2026-08-05T14:33:24Z
Почему одних пробуждает легкий шорох, а другие не слышат во сне даже громких звуков: ученые нашли причину
UAToday
2026-08-05T14:03:25Z
Диетология назвала три продукта, которые следует есть каждому
TSN
2026-07-26T16:51:12Z
Снижает холестерин и уровень сахара в крови: врачи назвали идеальный завтрак для здоровья сердца
Знай
2026-07-26T08:51:12Z
Как правильно хранить продукты, чтобы долгое время оставались свежими
Gazeta UA
2026-07-25T17:06:05Z
Когда в Украине завершится война: известный экстрасенс ошарашил прогнозом
Знай
2026-07-25T06:36:09Z
Двум категориям украинцев в августе добавят по 5000 грн к пенсиям: кому ждать увеличенных выплат
Знай
2026-07-25T05:51:34Z
Приближаются два дня, когда работы по хозяйству и на огороде запрещены: какая причина
TSN
2026-07-26T04:48:01Z
День целителя Пантелеймона: традиции
ZN UA
2026-07-26T03:30:41Z
Пока РФ уничтожает украинские книги: украинка похвасталась российскими учебниками для ребенка
GlavRed
2026-08-05T17:24:43Z
«65 лет никогда не выглядели лучше», - Мишель Обама поздравила Барака с днем рождения и вызвала бурю в Сети
Новости Украины
2026-08-05T17:18:02Z
Неожиданное предложение: экс-министру обороны Украины предложили должность советника в Италии
MY.UA
2026-07-25T09:33:09Z
Румыния сбила ещё один дрон, нарушивший её воздушное пространство
Европейская правда
2026-07-25T06:21:05Z
Какой церковный праздник 25 июля: что начинает происходить с сегодняшнего дня
Comments UA
2026-07-25T04:03:20Z
10 лет одиночества, усыновление и отложенная свадьба: как живет Могилевская сейчас и фото ее семьи
TSN
2026-07-26T03:18:38Z
Личная жизнь Григория Бакланова: почему развелся с Анастасией Цимбалару и кто его новая возлюбленная
TSN
2026-07-24T03:51:08Z
Антонина Хижняк попала в больницу и встревожила своим состоянием
TSN
2026-07-24T16:18:26Z
В семье оскароносного актера Бена Аффлека горе
Фокус
2026-07-24T11:51:10Z
Серьезные проблемы: инсайдер сделал заявление о болезни Пугачевой
GlavRed
2026-08-05T16:57:29Z
Пономарев после слухов о новом романе заинтриговал заявлением
Фокус
2026-08-05T16:57:25Z
Дмитрий Коляденко признался, почему в свои 55 остается одиночкой
Gazeta UA
2026-07-24T08:42:50Z
В РФ скончалась звезда кино и сериалов: было 56 лет
GlavRed
2026-08-04T10:03:29Z
Эмма Робертс не пригласила на свадьбу отца – актера Эрика Робертса
Gazeta UA
2026-07-28T10:24:24Z
Пенсии возрастут, но не для всех: кому в августе автоматически добавят до 570 гривен
TSN
2026-07-26T11:21:10Z
Яйца по 34 грн за десяток: АТБ заливает химией просроченные продукты
Знай
2026-07-23T16:21:22Z
Налог на "лишние квадраты": кому придется доплатить 25 000 грн за квартиру и дом
Знай
2026-07-28T11:24:07Z
Банкомат "съел" деньги: три шага в первые минуты, чтобы вернуть средства
Знай
2026-07-26T13:06:57Z
Украинцев испугали новыми правилами оплаты коммуналки: НБУ срочно опроверг заявление
Знай
2026-08-05T17:06:45Z
К пенсии добавляют 650 грн ежемесячно: кому ПФУ начисляет без заявления
Знай
2026-08-05T16:36:49Z
Лучше сразу выбросить: какие банки категорически не подходят для консервирования
GlavRed
2026-07-26T12:18:44Z
Курс валют на воскресенье, 26 июля: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2026-07-26T06:42:53Z
НБУ изымает банкноты 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 и 200 грн: что делать со старыми купюрами
Знай
2026-07-26T05:42:56Z
16-летняя девушка забеременела от своего отца и родила недоношенного ребенка
Новости Украины
2026-07-25T10:39:49Z
Атака по Киеву: россияне ракетами уничтожили легендарный рынок — выгорело все
TSN
2026-07-30T06:03:42Z
Ночной баллистический удар по Киеву: спасатели ГСЧС тушили масштабные пожары в трех районах. ФОТО
Новости Украины
2026-07-26T05:06:17Z
РФ ударила по Киеву: столицу охватили пожары – подробности
TSN
2026-07-26T04:18:18Z
Небо над Москвой: пожар охватил главный институт "Роскосмоса" с баллистическими ракетами
MY.UA
2026-08-05T17:08:06Z
В Киевской области мужчина уклонился от мобилизации, потому что "ему всё равно": суд вынес неожиданное решение
TSN
2026-08-05T17:03:44Z
Ракетная атака на Киев: пожары в трех районах, обломки попали в 18-этажку
Знай
2026-07-26T04:15:00Z
Атака баллистикой на Киев и взрывы на временно оккупированных территориях: главные новости ночи 26 июля 2026 года
TSN
2026-07-26T03:48:17Z
В Киеве после удара РФ вспыхнули пожары в трех районах: обломки повредили многоэтажку
TSN
2026-07-25T22:09:58Z
Дипломатия на раскаленных углях: что скрыто за встречей Зеленского и Трампа
Gazeta UA
2026-07-28T13:24:16Z
В Кремле требуют «уничтожить угрозу» из Киева – заявление Пескова
Comments UA
2026-07-28T10:36:32Z
В Кремле вновь заговорили о мире: Захарова сделала заявление, которое противоречит действиям России
Comments UA
2026-07-28T08:33:53Z
Забронированные мужчины могут выехать за границу: Минюст назвал условия и документы
Знай
2026-07-28T03:21:01Z
Зеленский и Рютте: срочные переговоры о ракетах-перехватчиках для Украины
MY.UA
2026-08-05T17:23:29Z
Главный план Путина по войне раскрыт: что задумал враг на севере Украины
Comments UA
2026-08-05T17:18:49Z
Москва под атакой дронов: закрыто два аэропорта, Собянин заявил о 22 сбитых БпЛА
TSN
2026-07-28T02:18:21Z
В Раде хватаются за голову: какое соглашение готов подписать Зеленский в США
Comments UA
2026-07-27T18:24:35Z
Трамп «спросит Путина» о помощи Ирану: неожиданный ответ президенту Зеленскому
MY.UA
2026-07-27T18:23:43Z
На Украину обрушивается двойной удар стихии: синоптики предупредили, какие области будут "опасными" и когда
TSN
2026-07-25T03:09:06Z
Жара до +32°C возвращается на выходных: где будет жарче всего
Знай
2026-07-25T07:36:26Z
Россияне массированно накрыли областной центр: "прилетело" в дома, есть погибший
TSN
2026-07-25T07:36:05Z
Генеральный штаб сообщил о 230 боевых столкновениях за сутки: наиболее ожесточенные бои ведутся на Покровском направлении
Новости Украины
2026-07-25T06:21:24Z
Более 1,6 миллионов убытков: суд подтвердил правоту Госэкоинспекции Полесского округа по делу о свалке опилок
Знай
2026-08-05T17:18:08Z
180 кВт·ч резерва для больниц: Львов получил три системы накопления энергии
Знай
2026-08-05T16:57:19Z
"Человек с ВИЧ в наряде по кухне": Лубинец раскрыл шокирующие детали о мобилизации
TSN
2026-07-24T20:36:38Z
Гроза, сильный град и затопленные улицы: в Киеве бушует ненастье
TSN
2026-07-24T15:21:53Z
Новая тактика обстрелов РФ: почему по Киеву бьют баллистикой, а по регионам — КАБами
Комсомольская правда
2026-07-24T14:45:50Z
Озвучено оновлені ціни на яйця в Україні
AgroNews
2026-07-27T06:06:51Z
Ученые заявили, что галактика могла перевернуться на бок: есть ли угроза для человечества
Знай
2026-07-24T03:42:38Z
Як продовжити врожай огірків до осені: поради для серпня
AgroNews
2026-08-01T13:06:23Z
Станет ли человек новым классом активов - американский стартап с украинской командой предлагает собственный ответ
Comments UA
2026-07-31T16:42:16Z
Первый складной iPhone Ultra покажут 9 сентября: что получат iPhone 18 Pro
Знай
2026-08-05T17:15:16Z
"Успокойся": непослушный медвежонок с конусом на голове досаждал маме и стал звездой
Фокус
2026-08-05T17:12:21Z
GTA 6 устанавливает новый шокирующий рекорд: игрокам нужно спешить с активацией игры
Comments UA
2026-07-28T13:39:55Z
В Антарктиде действует бомба замедленного действия: высвобождает ртуть, копившуюся сотни лет
Фокус
2026-07-28T11:36:30Z
Почему кошки могут часами смотреть в окно: у них есть на это веская причина
TSN
2026-07-28T11:21:57Z
Задаток до осмотра авто — мошенничество: МВД раскрыло схемы, которые ежедневно оставляют украинцев без денег
Знай
2026-08-03T11:06:43Z
Сделай сам: в Канаде создали электромобиль-трансформер за $8000
Фокус
2026-07-24T11:51:31Z
Сэкономил 5000 — отдал 250 000: почему штраф 850 грн не спасает водителей без автогражданки
Знай
2026-07-24T14:27:42Z
Не закрывайте стиральную машину сразу после стирки: эксперты объяснили, как одна привычка поможет избежать плесени и неприятного запаха
TSN
2026-08-05T16:12:56Z
Взрывной стиль 007: как легендарный Aston Martin превратил Джеймса Бонда в икону кинематографа
Comments UA
2026-08-05T15:21:42Z
Достаточно ли просто притормозить перед знаком STOP: что требуют ПДД
UAToday
2026-08-05T11:03:22Z
Особое предложение: Lamborghini сделает подарок постоянным клиентам к 60-летию Miura
Фокус
2026-08-05T11:00:24Z
Tesla может отозвать 1,2 млн авто из-за 150 жалоб: какие модели под угрозой и почему
Фокус
2026-08-05T09:00:08Z
Раритеты на старом складе: обнаружена крупная заброшенная коллекция редких ретро-авто
Фокус
2026-08-05T08:12:22Z
Трамп спросил Усика, чем украинцы отличаются от россиян: боксер ответил без слов
Comments UA
2026-07-28T13:00:16Z
25 млн евро за Трубина: "Ювентус" официально вышел на "Бенфику"
Знай
2026-07-29T13:21:29Z
Когда аллигаторы и белки играют в гольф: ТОП смешных историй с PGA Tour и что говорят правила
Comments UA
2026-07-27T10:45:33Z
Назначение звездного футболиста в сборную Италии может не состояться из-за его связей с РФ
ZN UA
2026-07-26T10:21:39Z
Гривневый миллиардер с правом тратить в неделю 300 тысяч, связь с РФ и допинг – полузащитник сборной Украины Михаил Мудрик возвращается в большой футбол
Comments UA
2026-08-05T17:09:28Z
Украинец Кащук выйдет против "Динамо": "Карабах" объявил заявку на матч Лиги конференций
Знай
2026-08-05T16:45:10Z
Джошуа дерзко обратился к Фьюри после победы над албанцем в Саудовской Аравии
ZN UA
2026-07-26T07:45:26Z
Мудрик вернулся: 615 дней вне поля завершились матчем за "Челси"!
MY.UA
2026-08-05T14:03:12Z
Усик и Уайлдер разыграют новый исторический пояс: что известно о титуле Zuffa
Знай
2026-08-05T12:21:42Z