MY.UAНовини
Хто керує нашими генами? Загадки епігенетики
Хто керує нашими генами? Загадки епігенетики

Хто керує нашими генами? Загадки епігенетики

Хто керує нашими генами? Загадки епігенетики

Чи замислювалися ви над тим, як у нашому організмі утворюється й злагоджено працює стільки різних клітин? Почнімо, напевно, з молекули, що забезпечує здатність кожної клітини зберігати й передавати в спадок інформацію про її будову та функції, — з ДНК. ДНК є в усіх клітинах, окрім тих, які її втрачають у процесі життя. Вона — наче книга з інструкціями-генами. Інші важливі біологічні молекули — РНК — відповідають за правильне прочитання цих інструкцій. Вони передають інформацію, за «шаблоном» якої вже вибудовуються білки. Білки, своєю чергою, виконують ту величезну кількість функцій, завдяки яким живе та працює клітина.

Слід зазначити, що наша ДНК досить щільно упакована — інакше б вона просто не вмістилась у ядро клітини! Приблизна довжина ДНК людини — близько двох метрів, а розмір ядра вимірюється в мікрометрах. Тому ДНК накручується на білки-гістони, ущільнюється багато разів — і утворює компактну конструкцію, яку ми називаємо хроматином. Але для того, щоб утворилася РНК, необхідно, щоб упаковка ДНК трохи розкрутилась у місці потрібного гену. Це одне з явищ, яке пояснює феномен, чому всі наші гени не проявляються одночасно, ба більше, деякі з них роблять це частіше, деякі рідше, а деякі взагалі «мовчать». Співвідношення таких генів відрізняється від клітини до клітини — тому клітини нашої печінки не такі самі, як клітини м’язів, хоча ДНК, яку вони тримають у ядрі, від народження однакова. По суті, клітинна ДНК записує інструкції на кшталт «Я можу танцювати й співати, ліпити з глини, вишивати». І в деяких клітинах це прочитується як «Я можу танцювати й співати», частина клітин читає «Я можу ліпити з глини», а частина — «Я можу вишивати». І маємо, відповідно, набір клітин із різними здібностями, хоча ДНК в усіх однакова. От саме те, як це все регулюється, й досліджує, зокрема, наука епігенетика.

Епігенетичні диригенти генного оркестру

Що ж вивчає епігенетика? На рівні окремих клітин вона досліджує вплив, що керує роботою наших генів, працює з тим, що є, але як диригент примушує деякі гени-інструменти мовчати, а деякі бути гучнішими — й може створити дуже різну музику, маючи той самий склад оркестру.

Одним із таких прикладів, які, напевно, відомі всім, є випадки з різним виглядом (та й не тільки виглядом) близнюків, ДНК яких абсолютно однакова. Але протягом життя вони можуть зазнавати різних впливів зовнішнього середовища, вести різний спосіб життя — і в підсумку це впливає на них, роблячи «різними людьми».

До чого ж тут епігенетика? Було виявлено, що на хромосомах ідентичних близнюків епігенетичні мітки у віці трьох років є дуже подібними, а от у віці 50 років — значно різняться. Ці мітки — метильні групи, причеплені на молекулу ДНК. То, отже, сама лише наявність чи відсутність якоїсь хімічної мітки на нашій ДНК настільки сильно впливає на наш вигляд і здоров’я?

Давайте розбиратися.

Перше запитання, яке може постати: навіщо потрібна вся ця «епігенетика» (точніше, епігенетичні зміни чи модифікації)? Навіть якщо всі гени-інструменти працюють добре й приємно звучать, без нот і диригента гарної музики вони не зіграють. Має бути зрозуміло, що, як грати, коли кому мовчати, які робити динамічні відтінки, який темп тощо. Тому регуляція роботи ДНК потрібна й важлива, навіть для одноклітинних організмів!

На сьогодні виділяють три основні епігенетичні механізми: це вже згадане нами метилювання молекули ДНК, а також регуляція хроматину через додавання різних хімічних груп до білків-гістонів і, звісно, велика кількість так званих некодуючих РНК (тобто тих РНК, які після транскрипції не утворюють білків, але все ж таки самостійно працюють у клітині).

Метилювання ДНК — це справді хімічна модифікація молекули ДНК, яка є досить стійкою й просто так сама не відбувається. Для цього є спеціальні білки-каталізатори (ферменти). Одні з них приєднують до ДНК метильну групу, а інші її від’єднують. Найважливішу роль у регуляції роботи генів відіграє їх метилювання в місцях, що мають назву промотори, — саме там відбувається «запуск» гена в роботу. Але метильні групи перешкоджають цьому, відповідно, ген із такою міткою мовчатиме, доки його не «розметилюють».

Із гістонами справа трохи складніша, бо до них уже приєднуються не тільки метильні групи, а ще й ацетильні та деякі інші. Залежно від того, яка мітка й у якому місці буде приєднана до гістонів, хроматин або згорнеться щільніше, закривши доступ до генів, розташованих на цій ділянці, або ж розкриється, підставивши гени для утворення на їх основі РНК, вони звучатимуть у цьому «оркестрі».

Некодуючі РНК — це взагалі окрема й неймовірно цікава історія. Протягом тривалого часу вважалося: якщо ген не кодує білка, то він наче й непотрібний, так, якесь генетичне сміття. На диво, в нашій ДНК цього сміття виявилось аж надто багато. І от у якийсь момент науковці з’ясували, що насправді, хоч ця ДНК й не кодує білка, проте РНК, яка утворюється на її основі, відіграє в клітині не менш важливу роль. Некодуючі РНК є дуже різноманітними, мають різні розміри та величезний набір функцій. Наприклад, мікро-РНК можуть руйнувати РНК генів, які вже пройшли транскрипцію. Водночас довгі некодуючі РНК можуть виступити «суперменами» й відтягнути на себе мікро-РНК, урятувавши матричну РНК гена. Але вони також уміють і багато іншого… На сьогодні важко знайти процес у клітині, на який би не впливали ці молекули! Недарма 2024 року Нобелівську премію з фізіології та медицини присудили за відкриття мікро-РНК.

А тепер згадайте на хвилинку, яким простим вам усе здавалося раніше: є ДНК, є гени, залежно від цих генів ми маємо певні ознаки. А виходить, що все залежить далеко не тільки від них!

Чи впливає спосіб життя на наші гени й чи успадковуються ці зміни?

Цікаво, як зовнішні умови впливають на перелічені вище епігенетичні процеси? Науковці на сьогодні ще не можуть вичерпно відповісти на це запитання, проте дещо вже відомо й, звісно, постійно ведуться нові цікаві дослідження.

Ми знаємо, що деякі токсини можуть безпосередньо впливати на ферменти, що здійснюють метилювання. Також на метилювання може впливати дієта — якщо не споживати достатньої кількості фолієвої кислоти й холіну, які постачають нашому організму метильні групи, згаданим вище ферментам не буде звідки брати матеріал для здійснення метилювання в клітині. Гормони стресу, а також деякі речовини, що відповідають за запалення в нашому організмі, можуть запускати в клітині процеси, що спрямовуватимуть ферменти-модифікатори гістонів до конкретних ділянок на хроматині. Ці ферменти додають або видаляють із білків-гістонів ацетильні групи, що змінює стан хроматину й доступність генів на цих ділянках. Некодуючі РНК теж дуже чутливі до багатьох чинників. Наприклад, вітамін D напряму контролює низку довгих некодуючих РНК.

Насправді нам не потрібно брати на себе всю відповідальність за регуляцію наших генів. Щонайменше це занадто складно. Всі клітини нашого організму мають унікальні епігенетичні мітки, які формуються ще під час нашого розвитку. Так, під час запліднення сперматозоїдом яйцеклітини їх ДНК скидає (майже всі) свої мітки до «базових налаштувань». Протягом розвитку ембріона епігенетичні параметри наших клітин динамічно змінюються, доки не стабілізуються, сформувавши новий цілісний організм. Різні його клітини матимуть свій епігенетичний «підпис» — це визначає їх спеціалізацію, в результаті у м’язових клітинах проявляються гени, що відповідають за роботу м’язів, у нервових — ті, що роблять клітину нервовою, здатною сприймати та передавати нервові імпульси, а у статевих клітинах перед установленням їх власних епігенетичних міток стираються всі, що потрапили туди на початку, навіть ті, які залишалися після запліднення. В підсумку непотрібні кожній із цих клітин гени мовчать і не заважають решті створювати свою унікальну «музику». Слід також додати, що на епігенетичні мітки плоду може впливати стан організму матері — так, наприклад, було показано, що стрес матері під час вагітності призводить до «неправильного» метилювання певних генів майбутньої дитини.

На жаль, часом протягом життя, під впливом, зокрема, зовнішніх чинників, ці унікальні мітки можуть порушуватися. Деякі з цих порушень настільки критичні для роботи клітин, що можуть призводити до виникнення різних захворювань. Залежно від того, що й де змінилося, це можуть бути такі хвороби, як рак, діабет, аутоімунні чи психічні розлади. Жодна із систем не застрахована від таких змін. Проте науковці потроху вчаться їх виправляти — для деяких хвороб (переважно для раку) вже було розроблено й дозволено використовувати ліки, які впливають, наприклад, на метилювання ДНК чи ацетилювання гістонів.

Також епігенетичні зміни відбуваються під час старіння організму. Загальний рівень метилювання ДНК у більшості тканин знижується з віком, натомість нові метильні мітки можуть з’являтися на окремих «обраних» генах. Науковці дослідили цей процес і навіть розробили «епігенетичні годинники» — так, за допомогою певних міток метилювання можна визначити біологічний вік своїх тканин. Звісно, людина — така істота, якій би хотілося навчитись розвертати назад стрілки цього годинника. Поки відомо, що найкраще впливає на них здоровий спосіб життя — збалансована дієта, фізична активність, невживання всіляких токсичних для організму речовин, а також мінімізація стресу.

Крім визначення біологічного віку, епігенетичні зміни можна використовувати і як маркери різних захворювань. Є багато досліджень, які показують, що за метилюванням певних генів, зміною рівнів мікро-РНК чи довгих некодуючих РНК можна покращити діагностику, точніше описати характер і прогноз захворювання, відкоригувати лікування.

І, нарешті, запитання, яке хвилює багатьох: чи передаємо ми свої епігенетичні зміни нащадкам?

Наразі немає остаточного підтвердження такої передачі в людей. Як бачимо, природа намагається їй запобігти, «обнуляючи» епігенетичні мітки під час утворення статевих клітин і після запліднення. Є деякі роботи, що начебто показують можливість епігенетичного спадкування, але немає підстав стверджувати, що воно є обов’язковим і систематичним.

Отже, епігенетика — дуже цікава наука, вона інтенсивно розвивається й уже зараз збагачує наше розуміння впливу навколишнього середовища на розвиток організму, його здоров’я й те, як його зберегти.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Гороскоп на 26 липня для всіх знаків зодіаку
Вива
2026-07-26T04:00:02Z
Картопля звариться удвічі швидше: секрет криється в одному інгредієнті
GlavRed
2026-07-29T01:57:09Z
Експерти назвали ідеальну країну для переїзду у 2026 році
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T22:21:18Z
Жінка почала прибирати за правилом 80/20: висновок виявився несподіваним
GlavRed
2026-08-05T21:57:25Z
Лід у морозилці розтане за лічені хвилини: знадобиться простий предмет із кухні
GlavRed
2026-08-05T21:06:38Z
Хто любить прокидатися зарано: місяці народження природжених «жайворонків»
GlavRed
2026-08-05T20:18:29Z
Гості це завжди помічають: ці місця всі постійно забувають прибирати
24tv
2026-08-05T18:54:42Z
Завжди вибачаєтесь і ніяковієте від компліментів?: 8 звичок, які видають вашу низьку самооцінку
TSN
2026-08-05T18:51:42Z
Закрутка, яку зʼїдають першою: рецепт салату з кабачками і рибними консервами на зиму
24tv
2026-08-05T18:24:39Z
Кліматичні зміни поглиблюють нерівність у містах: вчені назвали, хто страждає найбільше
Хвиля
2026-08-04T04:33:06Z
Коли краще повністю відмовитися від алкоголю: невролог назвав конкретний вік
TSN
2026-07-23T08:51:53Z
Головна помилка під час поливу огірків: що насправді вбиває урожай і як це виправити
TSN
2026-07-25T15:51:38Z
Як італійки миють волосся, щоб воно було гарним: секрет розкрито
24tv
2026-07-23T07:30:07Z
Найздоровіші перекуси: 10 найкращих варіантів втамувати голод і залишатися в формі
TSN
2026-08-05T20:34:48Z
Сад віддячить пишним ростом: які рослини потрібно обрізати в серпні
GlavRed
2026-08-05T19:57:54Z
Коли кава стає гормональною проблемою: як кофеїн впливає на кортизол і сон
TSN
2026-07-25T03:54:09Z
Не лише до чарки: чому свербіж у носі може попереджати про небезпеку
GlavRed
2026-07-23T18:57:21Z
Через небезпечну інфекцію люди масово відмовляються від салату: який можна їсти без страху
TSN
2026-07-25T13:51:22Z
Дрон біля українського літака в Німеччині: російські ДРГ активізувалися у Європі — The Guardian
TSN
2026-08-05T22:51:11Z
Оренда квартири у Львові: скільки коштує зняти житло – ви будете шоковані
TSN
2026-08-05T21:51:11Z
Головком ЗСУ Драпатий визначився із заступником — Безугла
TSN
2026-08-05T21:21:52Z
Яблучний Спас 2026 року: найкрасивіші листівки та душевні привітання, які зігріють серце
TSN
2026-08-05T21:21:39Z
Яке церковне свято в Україні 13 серпня
TSN
2026-08-05T21:21:19Z
Частка у квартирі стала проблемою: які варіанти має співвласник
24tv
2026-08-05T20:54:48Z
Кава з вишнею для допомоги фронту: що відомо про Red Eye Coffee
24tv
2026-08-05T20:34:23Z
Пенсія може неприємно здивувати: що варто зробити заздалегідь, щоб отримувати більше
Знай
2026-08-05T20:06:04Z
Гуманітарна допомога для пенсіонерів у Харківській області: на що можна розраховувати українцям
Политека
2026-08-05T20:00:47Z
Якщо вже втомилися від серйозного кіно: 6 ромкомів, які рятують настрій
24tv
2026-08-05T20:21:03Z
Кендалл Дженнер показала джинси, які шукатимуть усі
24tv
2026-08-05T20:06:16Z
На них варто витратитися: 10 модних речей на осінь, які ви носитимете не один сезон
24tv
2026-08-05T19:18:23Z
Кривавий продавець морозива та сенсаційне ірландське пограбування. Кінопрем'єри тижня
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T18:30:00Z
"Зомбі-Анджеліна Джолі" зізналася, як насправді створила свій моторошний образ
TSN
2026-08-05T17:51:43Z
Мінічубчик – головний тренд осені 2026: кому він пасує та як його носити
24tv
2026-08-05T16:24:27Z
Сергій Притула показав рідкісне фото маленького сина в його одноріччя й здивував прізвиськом малюка
TSN
2026-08-05T16:21:21Z
Настя Каменських вкотре "забула" українську та нарвалася на хейт
Фокус
2026-08-05T16:12:55Z
Даша Астаф’єва відписалася від деяких колег в Instagram і назвала причину: Були деганами
24tv
2026-08-05T16:06:00Z
Корецький запропонував бізнесу порятунок від атак РФ: як уникнути дефіциту
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T21:18:46Z
Українцям перерахують зарплати, але чуда не буде: як зміняться виплати
Знай
2026-08-05T20:37:34Z
Підвищення тарифів на комунальні послуги в Полтавській області: нова вартість стала реальністю
Политека
2026-08-05T19:30:48Z
Без "єОселі" іпотека зникне: кредит на житло мають лише 42 тисячі родин
Знай
2026-08-05T19:15:49Z
Техніка виявилась нікому не потрібною: у Росії збанкрутував єдиний виробник телевізорів
InternetUA
2026-08-05T19:00:14Z
Серпень боляче вдарив по гаманцях: які продукти різко подорожчали в Харківській області
Политека
2026-08-05T18:30:41Z
До 80 грн за бензин і 83 грн за дизель: експерт назвав реальну вартість пального — чи буде падіння цін
TSN
2026-08-05T18:21:42Z
Це не примха бортпровідників: чому просять відчинити шторки ілюмінаторів
24tv
2026-08-05T18:03:43Z
Війна на знищення економік: співзасновник Нової пошти закликав владу повторити рішення 2022 року
Хвиля
2026-08-05T18:03:00Z
У Києві викрили call-центр, який ошукав інвесторів із Чехії на понад 8,4 млн гривень
InternetUA
2026-08-05T22:42:50Z
Російські спецслужби готували замах на німецького виробника дронів
InternetUA
2026-08-05T22:01:39Z
У Харкові 20-річний чоловік вкрав у дівчини iPhone біля метро
InternetUA
2026-08-05T20:34:05Z
Нацполіція попередила про нову схему шахрайства: українців лякають “державною зрадою” та вимагають гроші
InternetUA
2026-08-05T19:33:29Z
Греція оголосила про нові заходи підтримки для постраждалих від лісових пожеж
Европейская правда
2026-08-05T19:00:51Z
Замовив каблучку на OLX і вкрав її з Нової Пошти: історія з Дніпра
InternetUA
2026-08-05T18:12:37Z
Працівник ТЦК на Закарпатті на ніч прикував чоловіка кайданками до металевої драбини
FaceNews
2026-08-05T18:09:51Z
Вибух у Balzi Rossi: у Москві таємно поховали "друга" генерала Чайки, — соцмережі
Фокус
2026-08-05T18:03:23Z
Блекаут у Грузії: без світла залишилися Тбілісі та більшість регіонів
ZN UA
2026-08-05T17:57:22Z
У Москві поховали генерал-лейтенанта Ігоря Єрусалімова
ZN UA
2026-08-05T23:00:49Z
Полював на ППО та коригував удари по Одесі: СБУ схопила на гарячому агента російського ГРУ
24tv
2026-08-05T22:36:52Z
Росія витрачає мільярди на відпочинок дітей окупантів, щоб стимулювати участь у війні
24tv
2026-08-05T21:51:12Z
Київ із партнерами вигадав як змусити Росію відповісти за всі злочини
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T21:27:15Z
Рух "Атеш" розгорнув агітаційну операцію у Смоленську
24tv
2026-08-05T21:21:21Z
У РФ за невідомих обставин раптом померли два високопоставлені офіцери: що відомо
Фокус
2026-08-05T20:51:17Z
США вже не в тренді: Кремль оголосив, хто насправді командує Україною
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T20:38:43Z
Прокурори вимагають понад 15 мільйонів застави для Стефанішиної
24tv
2026-08-05T20:21:10Z
Путін "вистрілить собі в ногу": чим обернеться мобілізація ще 500 тисяч росіян
GlavRed
2026-08-05T20:18:23Z
Війна, день 1625. Масований удар по Києву та області, нова підозра Стефанішиній, дефіцит ракет для систем ППО
Football.ua
2026-08-05T22:00:22Z
+38°C без дощів: Україну накриває аномальна спека
Знай
2026-08-05T20:48:36Z
Електронний квиток запрацює в маршрутках Одеси: безготівкова оплата в усьому транспорті
Знай
2026-08-05T20:42:31Z
У Львові +37,1°C: побито 62-річний температурний рекорд
Знай
2026-08-05T20:37:32Z
Росія запустила по Україні дрони: де зараз загроза
24tv
2026-08-05T20:34:27Z
Марганець без води: для ремонту водогону везуть запчастини із Європи
ZN UA
2026-08-05T19:42:58Z
216 боїв за добу: лінія фронту станом на 5 серпня 2026
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T19:24:30Z
Що буде, якщо РФ вдарить по Бортницькій станції аерації: Попенко оцінив ризики для Києва
Фокус
2026-08-05T19:12:57Z
Новий графік руху транспорту в Києві: які зміни вже введено
Политека
2026-08-05T19:00:38Z
Google загрожує гігантський позов на $6,7 млрд: у чому звинувачують техногіганта
InternetUA
2026-08-05T21:48:06Z
Четверо провідних розробників Google AI заснували власний стартап
ZN UA
2026-08-05T21:36:15Z
Яблучний Спас 2026: найкращі привітання своїми словами, у віршах і листівках
24tv
2026-08-05T21:15:24Z
Леонардо Ді Капріо та Джефф Безос виділили $200 мільйонів на порятунок видів, які перебувають на межі зникнення
InternetUA
2026-08-05T21:00:05Z
Найстаріший вірус для macOS повернувся з оновленням і навчився перехоплювати браузер та підміняти Telegram
InternetUA
2026-08-05T20:26:43Z
13 200 грн нібито від ООН: шахраї підробили сайт Ощадбанку і крадуть гроші з карток
Знай
2026-08-05T20:24:59Z
Фрагмент ракети SpaceX на величезній швидкості врізався в Місяць
iPress
2026-08-05T19:42:46Z
iPhone виявився у мільйони разів потужнішим за комп'ютер NASA: що показало порівняння
InternetUA
2026-08-05T19:42:03Z
Дефіцит пам’яті може різко підняти ціни на смартфони та ноутбуки
InternetUA
2026-08-05T19:03:49Z
Новий 700-сильний суперкар для США виявився британцем і легшим за Miata
Топ Жир
2026-08-05T22:57:24Z
Резвані Біст Ікс на 1560 к.с. — наче Корвет, який зовсім вийшов із себе
Топ Жир
2026-08-05T21:42:59Z
Гендиректор Audi вилучив електроприводні ручки з Q9 після першого ж тест-драйву
Топ Жир
2026-08-05T21:00:45Z
Через здешевлення китайських автомобілів моделі Toyota зростають у ціні
Топ Жир
2026-08-05T19:00:29Z
Кросовер, наділений силою Golf R, викликає захват, навіть якщо американський ринок його не побачить
Топ Жир
2026-08-05T18:15:33Z
Новий найпотужніший пікап Ram Rumble Bee SRT отримав 900+ к. с.
Топ Жир
2026-08-05T18:00:04Z
Mercedes Sprinter перетворили на комфортний дім на колесах преміумкласу
Фокус
2026-08-05T17:57:15Z
Капсула часу: Mitsubishi Lancer X 2010 року з пробігом лише 13000 км продають у Вінниці
Топ Жир
2026-08-05T17:45:57Z
General Motors знову відтерміновує прощання з Apple CarPlay та Android Auto
Топ Жир
2026-08-05T17:27:10Z
Барселона продала свого вихованця до Сельти
Football.ua
2026-08-05T21:42:57Z
ПСЖ відхилив пропозицію Ліверпуля у 100 млн євро за Баркола — L'Equipe
Football.ua
2026-08-05T21:21:21Z
Сич: Динамо — великий клуб, хочу якнайкраще проявити себе
Football.ua
2026-08-05T20:55:32Z
Зірка Челсі зробив несподіваний жест заради Мудрика
24tv
2026-08-05T20:54:38Z
Президент Бешикташа спростував чутки про інтерес до Браїма Діаса
Football.ua
2026-08-05T20:26:08Z
Динамо Київ — Карабах: цікаві варіанти ставок на поєдинок Ліги конференцій
Football.ua
2026-08-05T20:18:17Z
Діти Усика: що відомо про спадкоємців чемпіона
24tv
2026-08-05T20:15:26Z
Без чоловіка: дружина футболіста Зінченка показала нові фотографії доньок
Фокус
2026-08-05T20:00:54Z
Приїхали на змагання – і зникли: поліція розшукує шістьох боксерів у Британії
ГЛАВКОМ NET
2026-08-05T20:00:08Z