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
В ОП відповіли, чи отримає Україна менше зброї після початку конфлікту на Близькому Сході
24tv
2025-06-19T18:12:21Z
Зеленський: Росія повинна й надалі відчувати справедливі втрати через свою агресію
Хвиля
2025-06-19T18:12:01Z
В Україні відкрито 17 справ через зловживання владою під час мобілізації
Комсомольская правда
2025-06-19T18:10:57Z
Трамп дав Ірану "два тижні"
Европейская правда
2025-06-19T18:09:55Z
У Генсека ООН не мають підтвердження, що Північна Корея допоможе виробляти дрони у Росії
УкраинФорм
2025-06-19T18:09:41Z
Репатріація не залежатиме від переговорів у Стамбулі - ГУР
Gazeta UA
2025-06-19T18:09:22Z
Обмін полоненими, призначення нового командувача Сухопутних військ ЗСУ. Головне за 19 червня
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T18:06:35Z
ЗМІ: Зеленський може зустрітись із європейськими лідерами після саміту НАТО
Европейская правда
2025-06-19T18:06:19Z
Росія намагається врятувати іранську ядерну програму - Зеленський
УкраинФорм
2025-06-19T18:04:56Z
Лише добровільно: кого не можуть примусово мобілізувати
Знай
2025-06-19T18:06:40Z
Обмеження та перекриття руху транспорту в Києві: на якиї вулицях столиці неможливо проїхати, важливе попередження
Политека
2025-06-19T17:30:35Z
Вдарить +8 і литиме дощ: синоптики оголосили штормове попередження
GlavRed
2025-06-19T17:27:43Z
Оголошено жовтий рівень небезпеки: мешканців Київщини попередили про негоду
Хвиля
2025-06-19T17:24:14Z
Графіки відключення світла в Кіровоградській області: жителям зробили термінове оголошення
Политека
2025-06-19T17:15:15Z
Де знову будуть дощі, грози та шквали: коли припиняться опади
24tv
2025-06-19T17:00:38Z
Нова система оплати проїзду у Кропивницькому: жителям зробили важливе оголошення
Политека
2025-06-19T17:00:28Z
Били палками за втечу з позицій. Окупант пояснив, чому здався в полон ЗСУ
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T16:57:21Z
Гниття, гангрена і туберкульоз: у якому стані українські воїни повернулись з полону
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T16:51:08Z
Як правильно приготувати оладки: секрети ідеально пухкого тіста
GlavRed
2025-06-19T17:27:17Z
Знають одиниці: як помити вікна за решіткою без труднощів
24tv
2025-06-19T17:00:15Z
Зменшаться втрати енергії: як і для чого чистити змійовики холодильника
24tv
2025-06-19T16:42:57Z
Пляжний сезон 2025: куди поїхати до моря в Україні
24tv
2025-06-19T16:27:15Z
Як правильно поливати моркву наприкінці червня, щоб виросла соковитою, рівною та солодкою
Gazeta UA
2025-06-19T16:09:18Z
Найцікавіші ритуали на літнє сонцестояння 2025: як притягнути кохання та удачу
24tv
2025-06-19T15:30:36Z
Одна помилка, через яку у ванній з'являється цвіль: не всі знають
24tv
2025-06-19T15:30:07Z
Архітектурні химери серед великих міст: де в Україні є плоскі будинки
GlavRed
2025-06-19T15:27:32Z
Мальдіви під Дніпром уже не ті. На популярному курорті повно сміття та мінімум людей
Telegraf
2025-06-19T14:48:51Z
Відомий аналітик вважає, що криптоіндустрія увійшла в «суперцикл злочинності»
ITC
2025-06-19T18:07:34Z
Ціни на бензин можуть злетіти до 65 гривень за літр? Експерти пояснили, чи реально це
Telegraf
2025-06-19T17:45:32Z
Антимонопольний комітет оштрафував дві компанії за порушення на торгах активами банків-банкрутів
УкраинФорм
2025-06-19T17:12:47Z
Водіям показали, як економити на паливі: відмінність цін на бензин, дизель та автогаз по регіонах
Хвиля
2025-06-19T17:03:51Z
Надходження податку на доходи фізосіб цьогоріч зросли на 21,8% - податкова
УкраинФорм
2025-06-19T17:00:29Z
Як змінились зарплати у Польщі: статистика
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T16:51:54Z
В ЄС кількість вакансій в оборонній промисловості зросла на 40%
УкраинФорм
2025-06-19T16:39:01Z
В ООН попередили про небезпечний спад світових інвестицій
24tv
2025-06-19T16:36:42Z
Сем Альтман назвав приблизну дату виходу GPT-5
24tv
2025-06-19T16:36:25Z
У Херсоні підготували збірку порад для цивільних - як убезпечитися від дронів РФ
УкраинФорм
2025-06-19T17:57:14Z
Бронювання священників: чи визнали церкви УПЦ МП критично важливими релігійними організаціями
24tv
2025-06-19T17:57:06Z
«Медики мали два відра – для ампутованих кінцівок і для гранат». Паламар про облогу «Азовсталі»
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T17:48:35Z
Для системи ППО NASAMS створюють новий вдосконалений радар
InternetUA
2025-06-19T17:43:13Z
Колорадський жук обходить грядки: простий, але дієвий захист без хімії
GlavRed
2025-06-19T17:42:43Z
В НАТО готують для України систему протидії КАБам
1News
2025-06-19T17:39:04Z
Гості саміту G7 у Канаді майже 200 разів натрапляли на ведмедів, пум та інших диких тварин
УкраинФорм
2025-06-19T17:21:07Z
Ізраїльська армія має вищу мотивацію, ніж українська – равин Моше Асман
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T17:15:17Z
Вартість ділянки на "Бункері мільярдерів" встановила новий ціновий рекорд
24tv
2025-06-19T16:54:48Z
На півдні Іспанії стався вибух у барі, мінімум 16 постраждалих
Европейская правда
2025-06-19T18:09:57Z
Моторошне вбивство на Волині: чоловік зарізав колишню дружину і тещу на очах у дітей
24tv
2025-06-19T18:03:05Z
Врятувався лише молодший син: під завалами багатоповерхівки в Києві загинула ціла сім'я
24tv
2025-06-19T17:48:43Z
На Львівщині у ТЦК помер чоловік
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T17:33:21Z
Правоохоронці затримали палія автомобілів ЗСУ, який діяв на замовлення інтернет-кураторів з рф
InternetUA
2025-06-19T17:31:15Z
В одному з ТЦК Львівської області помер 50-річний чоловік: військкоми кажуть про "інфаркт"
Фокус
2025-06-19T17:27:58Z
Затримано 31-річного одесита, причетного до смерті 7-річної Соломії Тарасюк
Украина Криминальная
2025-06-19T17:18:53Z
На Київщині чоловік загинув на залізничних коліях
Украина Криминальная
2025-06-19T17:03:46Z
Росіяни атакували з дрона автомобіль у Херсоні, двоє постраждалих
УкраинФорм
2025-06-19T16:54:31Z
Фітофтора на картоплі: як вберегти врожай – поради досвідчених городників
GlavRed
2025-06-19T17:30:42Z
"Не помер? Почекай": українка розповіла про медицину в Норвегії
24tv
2025-06-19T17:06:47Z
Як один фрукт допомагає спати довше й глибше
24tv
2025-06-19T16:39:08Z
Шмигаль відвідав Львівський обласний госпіталь ветеранів війн та репресованих
УкраинФорм
2025-06-19T15:51:45Z
Все життя прикидалась чоловіком та стала світилом медицини: що відомо про Маргарет-Енн Балклі
24tv
2025-06-19T15:36:02Z
Жовтіє листя огірків — як врятувати врожай
GlavRed
2025-06-19T15:27:13Z
Назарій Гусаков попросив більше не донатити йому на лікування: Не думав, що прийдеться звітуватися за життя
Комсомольская правда
2025-06-19T14:28:03Z
Синдром Туретта: сучасні підходи до діагностики та лікування
24tv
2025-06-19T14:24:16Z
Суд відмовився брати під варту бізнесмена Фісталя, якого підозрюють у масштабних махінаціях в Інституті раку
УкраинФорм
2025-06-19T14:00:16Z
Його пісні вірусяться в тіктоці, а молодь шаленіє: у чому феномен Іво Бобула
24tv
2025-06-19T18:03:55Z
З колишнім Каменських: Злата Огнєвіч у весільній сукні засвітила щасливий момент
GlavRed
2025-06-19T17:57:06Z
У Києві попрощалися з актором Юрієм Феліпенком
УкраинФорм
2025-06-19T17:18:42Z
"28 років потому" або чому фанатам потрібен цей фільм про зомбі: рецензія на нову картину Денні Бойла
Фокус
2025-06-19T16:30:13Z
"Людожери": фотографи Ліберови потрапили в скандал через кадри з похорону актора Феліпенка
Фокус
2025-06-19T16:21:46Z
Безглузде кімоно, сукні-балахони і не тільки: що носила Людмила Путіна, коли була першою леді Росії
Telegraf
2025-06-19T16:15:17Z
Кіноадаптацією гри Death Stranding займатиметься сценарист серіалу «Вихованих вовками» Аарон Гузіковскі
AIN
2025-06-19T16:12:12Z
«Школа прощавай» – новий сингл від банкіра Макса Тищука до закінчення навчального року
Storyboom
2025-06-19T15:48:45Z
Постер «Хижак: Дикі землі» показує обладунки прибульця та поранену Ель Фаннінг
ITC
2025-06-19T15:45:01Z
Scania презентує систему швидкого заряджання MCS для електровантажівок
AutoCentre
2025-06-19T18:04:18Z
Ford підготував для підкорення Пайкс-Пік потужний електричний Mustang
AutoCentre
2025-06-19T18:04:15Z
Мерседес 190E від HWA претендує на перемогу у найпрестижніших перегонах світу
Топ Жир
2025-06-19T17:33:55Z
Присвячено знаменитому турніру: Land Rover Defender отримав версію для суворих умов
Фокус
2025-06-19T16:51:12Z
Остання версія Suzuki Jimny для Європи стала найкращою у лінійці
Топ Жир
2025-06-19T16:48:34Z
Це схоже на втікача з GTA, але цей дивовижний родстер справжній
Топ Жир
2025-06-19T16:03:51Z
Акумулятор Nissan 2028 року може стати серйозним конкурентом для Tesla
Топ Жир
2025-06-19T15:33:25Z
Honda запропонує запчастини для NSX та інших класичних моделей
AutoCentre
2025-06-19T15:07:15Z
Geely представила "супергібрид" за $14 000 із витратою 2,7 л на 100 км
Фокус
2025-06-19T15:06:38Z
Легенда Динамо Стефан Решко пережив інсульт
24tv
2025-06-19T18:12:50Z
Українські шпажистки здобули золото чемпіонату Європи
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T18:01:51Z
Рашфорд на радарі Ньюкасла — клуб готує орендну пропозицію
Football.ua
2025-06-19T17:52:54Z
Сарабія перейшов у клуб із чемпіонату Катару
Football.ua
2025-06-19T17:49:20Z
Куеста очолив Парму
Football.ua
2025-06-19T17:27:34Z
ФІФА провела акцію проти расизму на Клубному ЧС, але лише на один день
Football.ua
2025-06-19T17:25:40Z
Російський клуб отримав заборону на трансфери, бо заборгував «Маріуполю»
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T17:24:57Z
Друга допінг-проба Мудрика також дала позитивний результат - ЗМІ
ZN UA
2025-06-19T17:18:04Z
Футбольний матч може зірвати реванш Юбенк – Бенн
24tv
2025-06-19T17:15:40Z
Ефективні поради для захисту паролів з Google Password Manager
24tv
2025-06-19T18:12:11Z
Суд Малайзії заблокував Telegram
360ua.news
2025-06-19T17:42:20Z
Samsung розглядає довічну безкоштовну Galaxy AI для складаних моделей
Portaltele
2025-06-19T17:37:27Z
Як приготувати ідеальну молоду картоплю - шикарний рецепт
GlavRed
2025-06-19T17:36:38Z
Відому письменницю зацькували через її слова про "Голодні ігри": вона видалила соцмережі
24tv
2025-06-19T17:33:07Z
Швидко і смачно: три трюки з капустою для приготування ідеальних голубців
GlavRed
2025-06-19T17:27:14Z
Популярний смартфон заборонений на всіх літаках у США: яка причина
InternetUA
2025-06-19T17:13:27Z
Найбільший витік в історії: 16 мільярдів паролів від Apple, Google та Facebook злито – що робити
24tv
2025-06-19T17:12:13Z
Голова Amazon попередив про масові звільнення у компанії через розвиток ШІ
ГЛАВКОМ NET
2025-06-19T16:57:11Z