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
"Гадючье логово" и "абсолютная ошибка": сын Байдена шокировал "мнением" об Украине
Новости Украины
2025-12-24T18:33:33Z
«Батя, я стараюсь»: где сейчас и как выглядит жена президента-беглеца Людмила Янукович
Comments UA
2025-12-24T20:12:51Z
Притула обвинил Порошенко и россиян в работе против волонтерского движения Украины
TSN
2025-12-26T10:36:21Z
США в ООН сделали громкое заявление: чей режим назвали нелегитимным
Comments UA
2025-12-24T06:27:47Z
Убийства украинцев за счет населения РФ: стало известно о новом циничном предложении Путина
Comments UA
2025-12-26T12:03:41Z
Рютте рассказал, что не даст Путину напасть на страны НАТО
Европейская правда
2025-12-26T11:48:01Z
"Победили сами себя": на болотах вой из-за Купянска и шлют проклятья Путину с генералами. ФОТО
Новости Украины
2025-12-24T19:57:53Z
В Кремле отреагировали на заявление Венса о "прорыве" в мирных переговорах
Comments UA
2025-12-23T06:27:56Z
У Трампа назвали возможные сроки окончания войны в Украине
Хвиля
2025-12-24T22:48:22Z
Когда в России ждут окончания войны: неожиданные результаты опроса
TSN
2025-12-24T22:21:41Z
Баба Ванга сделала зловещее предсказание о Путине на 2026 год
TSN
2025-12-24T22:48:33Z
Сколько выходных будет на Новый год и Рождество — официальное решение правительства
TSN
2025-12-24T14:36:47Z
Союзник Украины не на шутку напуган возможностью войны: стало известно о беспрецедентном решении
Comments UA
2025-12-25T09:42:26Z
Почему 27 декабря нельзя выбрасывать хлебные крошки: какой церковный праздник
GlavRed
2025-12-26T12:06:28Z
Папа Римский на Рождество призвал Украину и РФ к диалогу
Новости Украины
2025-12-26T12:03:09Z
Сумы за коммуналку будут скудны: кому начислят гигантскую скидку
Знай
2025-12-25T09:33:40Z
Украинцы с Дией могут получить выплаты на семью
Хвиля
2025-12-23T06:27:13Z
Россияне ночью атаковали «Искандером» и 99 дронами
Комсомольская правда
2025-12-26T08:21:57Z
Взрывы возле Харькова: в городе на некоторое время остановилось метро, есть раненые, один человек погиб
Новости Украины
2025-12-24T10:33:20Z
«Массовый побег украинских военных и прорыв армии РФ на Сумщине»: что известно
Comments UA
2025-12-23T17:06:00Z
Украинцев предупредили о резком ухудшении погоды: какие регионы охватит
TSN
2025-12-25T16:48:53Z
В ВСУ назвали направление, где россияне отрезаны от логисты и массово сдаются в плен
Comments UA
2025-12-25T11:42:56Z
На выходные синоптики обещают украинцам снег и морозец
Украинская правда
2025-12-26T11:51:42Z
В Украине обновят правила регистрации и техосмотра трамваев и троллейбусов: изменения - с 2027 года
Лига
2025-12-26T11:27:51Z
Оккупанты под Купянском обманули сами себя, поверив в фейковую картину на фронте, - DeepState
Новости Украины
2025-12-23T22:00:51Z
Стало известно, какая погода будет на Сочельник и Рождество: готовьтесь к морозу!
Comments UA
2025-12-23T18:12:51Z
Есть ли еще шанс удержать Мирноград: в ВСУ сделали заявление
Comments UA
2025-12-23T13:24:23Z
Оставьте Рождество в покое: почему не нужно портить праздник глупыми нововведениями
Фокус
2025-12-25T06:15:17Z
Как эффективно прочистить слив: секретный ингредиент, работающий лучше соды и уксуса
TSN
2025-12-23T17:36:48Z
Пять вещей, которые лучше успеть сделать до 2026: потом украинцам будет сложнее
Знай
2025-12-23T04:51:11Z
День ангела 24 декабря: кого и как поздравлять с именинами
TSN
2025-12-23T22:18:09Z
Как почистить картофель в мундире за несколько секунд без ножа: простой кулинарный трюк
TSN
2025-12-26T12:06:15Z
Никогда не теряет надежды: астрологи назвали самый оптимистичный знак Зодиака
Знай
2025-12-26T11:51:34Z
Гороскоп на среду 24 декабря 2025 года
UAToday
2025-12-23T16:27:23Z
Ціни на какао різко впали, але шоколад залишається дорогим
AgroNews
2025-12-23T16:12:47Z
Пыль не будет оседать неделями: профессиональный способ уборки, который легко повторить
TSN
2025-12-23T12:06:25Z
Известная украинская певица впервые рассекретила отношения и заговорила о свадьбе
TSN
2025-12-24T08:09:51Z
Алла Пугачева сделала новое заявление об эмиграции
Comments UA
2025-12-23T20:51:15Z
Умерла звезда "Москва слезам не верит" Вера Алентова
GlavRed
2025-12-25T14:48:49Z
"Открыл мне любовь": Денисенко сделала откровенное признание о партнере на "Танцах"
GlavRed
2025-12-25T14:39:00Z
Тэрон Эджертон охотится на Шарлиз Терон в тизере фильма "Вершина"
GameMag
2025-12-26T11:39:01Z
Решетник намекнул, кто может стать следующей "Холостячкой"
Комсомольская правда
2025-12-26T11:15:47Z
"Иноагент" Максим Галкин удивил поздравлением с Рождеством и получил "ответку". ФОТО
Новости Украины
2025-12-25T21:06:20Z
Максим Галкин неожиданно заговорил на украинском языке в день Рождества и растрогал поздравлением
TSN
2025-12-25T09:36:03Z
Здоровые и пьяные "бугаи": певица Tayanna — о поведении украинцев в США
Фокус
2025-12-23T12:57:51Z
Крупный украинский банк закрывает все счета украинцев: кто может остаться без денег
Знай
2025-12-25T19:12:53Z
В Украине изменились цены на картофель: сколько сейчас стоит килограмм
Знай
2025-12-24T21:12:39Z
ПриватБанк массово блокирует счета украинцев: почему и как восстановить доступ к счету
Знай
2025-12-25T03:33:03Z
Пенсия гарантированно вырастет на 900 гривен: кто получит больше денег
Знай
2025-12-25T15:33:17Z
Курс валют на 26 декабря: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2025-12-26T11:27:11Z
Атаки каждые 10 дней: в «Укрэнерго» предупредили о новой угрозе
Новости Украины
2025-12-26T11:18:31Z
Индексация пенсий: правила прохождения и дата на 2026 год
Знай
2025-12-24T04:12:08Z
С 1 января изменятся правила бронирования: какая зарплата спасет от мобилизации
Хвиля
2025-12-25T17:00:37Z
Новый скандал из Ощадбанка: почему ветерану заблокировали счет
Знай
2025-12-24T19:12:27Z
Как держать уровень сахара в норме: эти 10 простых советов спасут от серьезных проблем
Comments UA
2025-12-25T15:06:22Z
Как кофе действительно влияет на уровень сахара в крови: озвучено 4 шокирующих фактора
Comments UA
2025-12-24T06:39:56Z
"Тихий убийца" за праздничным столом: эксперты предупредили об очевидном сигнале смертельной опасности
Comments UA
2025-12-25T11:39:30Z
Можно ли вводить вакцину в участок, где есть татуировка
UAToday
2025-12-23T10:06:31Z
Суставы снова станут подвижными, как в 20: лучшие продукты для выведения соли из организма
TSN
2025-12-26T10:48:33Z
ВЛК "по кругу": что делать, если ТЦК игнорирует заключение врачей и требует новой комиссии
Хвиля
2025-12-26T10:45:46Z
Как вывести старые пятна на кухонных полотенцах: простые и рабочие методы
GlavRed
2025-12-23T09:54:45Z
Как вывести старые пятна на кухонных полотенцах: простые и рабочие методы
GlavRed
2025-12-23T09:54:31Z
Как вывести старые пятна на кухонных полотенцах: простые и рабочие методы
GlavRed
2025-12-23T09:54:12Z
Смартфоны Samsung массово подделывают: как отличить подделку от настоящего флагмана
Фокус
2025-12-24T17:18:15Z
«Запоріжсталь» відновила свою роботу – речник Запорізької ОВА
AgroNews
2025-12-25T18:09:18Z
Starlink Илона Маска падает на Землю: появилась фотография "мертвого" спутника
Фокус
2025-12-23T12:57:27Z
Инсайдер: Первая Call of Duty для актуальных консолей Nintendo почти готова — релиз ожидается в ближайшие месяцы
GameMag
2025-12-23T05:42:06Z
Смартфоны Xiaomi больше не получат память объемом 1 ТБ: о каких моделях речь
Фокус
2025-12-26T12:06:37Z
«Это вопрос времени, готовьтесь»: Ветеран Call of Duty предрёк появление игр за $100 — первой может стать Grand Theft Auto VI
GameMag
2025-12-26T12:03:47Z
Эту настройку важно поменять в новом смартфоне: что необходимо сделать после покупки
Фокус
2025-12-23T16:06:16Z
Редкий хищник, пропавший на 30 лет, был пойман в тайских джунглях
TSN
2025-12-26T11:48:08Z
Stardew Valley вышла на Switch 2 — владельцы версии для Switch могут обновиться бесплатно
GameMag
2025-12-26T11:39:23Z
Тест на IQ: найдите 3 отличия на картинке мотоцикла за 20 секунд
Comments UA
2025-12-24T05:33:40Z
На украинский рынок вышел премиальный французский соперник BMW 1 Series и Audi A3
Фокус
2025-12-25T12:06:44Z
Украинец перевозил рождественскую елку на спортивном кабриолете Porsche
Фокус
2025-12-25T08:57:02Z
Toyota презентовала скоростной спортивный электрокроссовер премиум-класса
Фокус
2025-12-24T15:12:39Z
Во Львове заметили новейший заряженный кроссовер Rolls-Royce $700 000
Фокус
2025-12-24T13:12:02Z
Китайская экспансия и проверки VIN-кодов: что ждет украинских водителей в 2026 году
Хвиля
2025-12-24T12:27:05Z
Переходила границу десятки раз: пограничники остановили автомобиль с амфетамином на миллионы
TSN
2025-12-24T11:06:42Z
"Поворот не туда": за что украинских водителей массово лишают прав и денег
Хвиля
2025-12-24T04:57:31Z
Более 60% рынка в пяти областях: какие модели авто чаще всего покупали украинские водители
Хвиля
2025-12-24T00:30:18Z
Россия ударила КАБом по Запорожскому району, есть погибшие и раненые
Комсомольская правда
2025-12-26T11:54:29Z
В Киеве вооруженные мужчины захватили в заложники таксиста: подробности и фото
TSN
2025-12-25T17:36:04Z
Россию накрыл масштабный коммунальный коллапс: десятки городов замерзают из-за аварий
Новости Украины
2025-12-25T20:57:53Z
Дроны атаковали порт в Краснодарском крае РФ: возник масштабный пожар
Украинская правда
2025-12-25T10:21:40Z
Фобия в копилку: на горе Захар Беркут остановился подъемник – спасатели снимают людей
Comments UA
2025-12-26T11:42:12Z
Дрон попал в дом в Чернигове: возросло количество пострадавших
Новости Украины
2025-12-26T11:30:01Z
Россияне уничтожили город: военный рассказал, что происходит в Волчанске
TSN
2025-12-25T05:33:09Z
Подозреваемый в убийстве 17-летнего украинца в Ирландии сомалиец подделал свой возраст
TSN
2025-12-24T20:00:59Z
Появилось видео, как патрульные в Киеве бьют огнетушителем по легковушке: в полиции объяснили ситуацию
Украинская правда
2025-12-24T14:24:57Z
Сменился лидер в рейтинге лучших боксеров мира: на каком месте Усик
Comments UA
2025-12-25T09:27:55Z
Экс-президент Украинской ассоциации футбола покинул Украину – СМИ сообщают о поддельной справке
Новости Украины
2025-12-24T20:12:26Z
Латвия не пустила в страну спортсменов России: россияне обезумевают от злости
Comments UA
2025-12-25T21:21:34Z
Фристайлист и надежда Украины на ОИ-26 Александр Окипнюк: Только дурак ничего не боится
Комсомольская правда
2025-12-25T11:36:35Z
Зеленский лишил стипендии Софию Лискун, получившую гражданство России
Комсомольская правда
2025-12-25T10:30:14Z
Футболист из Бурунди умер на футбольном поле: все из-за монеты-талисмана
Comments UA
2025-12-25T08:12:49Z
Лузан и Середа стали лучшими спортсменами 2025 года по версии НОК
Комсомольская правда
2025-12-23T19:00:09Z
Звезды на чемоданах? Пять незаменимых футболистов "Динамо" могут покинуть киевский клуб в 2026
Знай
2025-12-22T20:51:47Z
Звезды на чемоданах? Пять незаменимых футболистов "Динамо" могут покинуть киевский клуб в 2026
Знай
2025-12-22T20:51:46Z