Anatomija-Leksika

Epiģenētika

definīcija

Epiģenētika ir plašs un plašs bioloģiskais lauks, kas nodarbojas ar ģenētiskajām funkcijām, kas pārsniedz tīru DNS bāzu secību.
Genoms galvenokārt sastāv no DNS virzieniem, kas veidojas no atšķirīgi sakārtotiem bāzes pāriem. Katrā cilvēkā ir atšķirības bāzes pāru secībā, kas galu galā nosaka katras personas individualitāti.
Bet pat ar to pašu genomu, epiģenētiski faktori var novest pie tā, ka gēnu sekvences tiek ieviestas atšķirīgi un noved pie turpmākām atšķirībām.
Mūsdienās šīs personas epiģenētiskās īpašības tikai daļēji var pārbaudīt genomā.

Pat ar acīmredzami neskartu ģenētisko materiālu šie epiģenētiskie apstākļi var izraisīt slimības, sekojot ģenētiskā materiāla modifikācijai.

Kā darbojas epiģenētika?

Cilvēka genoms, kas atrodas hromosomās, sastāv no daudziem bāzes pāriem, kas kodē ģenētisko materiālu.
Bāzes pāri nosaka kodu, saskaņā ar kuru ķermenis pārveido ģenētisko materiālu.
Ģenētiskās slimības rodas no tā, ka gēnos mutācijas vai nobīdes notiek atsevišķās bāzēs, kā rezultātā kods ir nepareizs un tiek ražots nepareizs gēns.
Tipisks šādas slimības piemērs ir cistiskā fibroze. Dažādas mutācijas un kroplības rada defektu “CFTR gēnā”, kas kodē hlorīda kanālu dažādos orgānos.

Epiģenētisko izmaiņu gadījumā gēnā nav tik skaidru izmaiņu.
Lai gēnu pārveidotu par atbilstošu produktu, kas darbojas un darbojas organismā, tiek iesaistīti daudzi citi procesi:

DNS ir iesaiņots un vispirms ir jāatslābina, lai tiktu pakļautas ražojamās gēnu sekvences. Epiģenētikā procesi notiek uz pašām DNS bāzēm vai uz DNS šķiedru iepakojuma, kas maina atsevišķu gēnu segmentu ražošanas metodi. Tas ļauj izcelt atsevišķus gēnu apgabalus, kamēr citas sadaļas tiek slēgtas.

Epiģenētisko izmaiņu ietekme uz genomu var būt ievērojama. Tas nozīmē, ka svarīgas gēnu sekvences var tikt pilnībā izslēgtas, bet citi gēni tiek pārprodukēti.
Tas var izraisīt slimības un dažādas fiziskās īpašības dažādos veidos.
Dzīves laikā epiģenētika mainās vecuma dēļ un hormonu un vides faktoru ietekmē.

Šī iemesla dēļ tiek pieņemts, ka epiģenētikai ir izšķiroša ietekme uz sirds un asinsvadu slimību attīstību un novecošanās procesu.
Saistībā ar epiģenētiskām izmaiņām var rasties arī šizofrēnija, Alcheimera slimība, vēzis, diabēts un psihiskas slimības.
Šajā jomā joprojām tiek veikts daudz pētījumu, lai dažādas slimības nākotnē varētu izskaidrot un labāk ārstēt.

Epiģenētikas piemēri

Epiģenētiskos piemērus var novērot katram cilvēkam vecumdienās. Mūsdienās daudzu slimību izcelsme, cita starpā, tiek attiecināta uz epiģenētiskām izmaiņām.
Tipisks redzamās epiģenētikas piemērs ir tā saucamā "X-inaktivācija".
X hromosomu pilnībā izslēdz epiģenētiski procesi. Īpaši tas ietekmē sievietes, kurām ir divas X hromosomas.Viena X hromosoma paliek aktīva, tāpēc nav manāmu klīnisko simptomu.
Tas var izraisīt ģenētiskas tā saucamās "recesīvās" slimības, kas izlaužas joprojām aktivizētajā X hromosomā, kuras citādi nebūtu notikušas, jo tās varēja kompensēt ar otro X hromosomu.

Vēl viens epiģenētikas piemērs ir tas, kas ir pazīstams kā “genomiskais nospiedums”.
Bērna gēniem ir vecāku genoma nospiedums, kas nozīmē, ka aktīvi ir tikai viena vecāka gēni. Tas var izraisīt arī tādas retas slimības kā Angelman sindroms, Prader-Willi sindroms vai pat tādas audzēju slimības kā Wilms audzējs.
Precīza genomiskās nospieduma ietekme uz šīm slimībām joprojām nav pilnībā izpētīta.

Kāda loma epiģenētikā ir vēzim?

Intensīvi tiek pētīti savienojumi starp epigenētiku un vēža attīstību. Lielākā daļa vēža rodas no neattīstītas šūnu replikācijas, kuras pēc tam pārvēršas par audzēja šūnām.
Tam var būt ģenētiskas modifikācijas vai epiģenētiski faktori.
Tie var izcelt atsevišķas gēnu secības un izraisīt audzēja augšanu.

Gan bērnības, gan pieaugušo audzēji var būt epiģenētisko izmaiņu dēļ.
Šīs slimības joprojām var īpaši labi izpētīt bērniem, jo viņiem ir ļoti līdzīga epiģenētika. Dzīves laikā epiģenētika mainās vecuma un dažādu vides faktoru ietekmē.
Tas paver jaunas iespējas audzēju attīstībai.

Šīs gēnu epiģenētiskās nepareizās izmaiņas tomēr var izmantot arī jūsu labā vēža ārstēšanā. Principā ir iespējams mainīt aktivizēta gēna epiģenētiku tā, lai vēzis tiktu eliminēts tieši.

Joprojām ir lielas nepilnības pētījumos gan vēža attīstībā, gan vēža ārstēšanā, izmantojot epiģenētiskos mehānismus.
Pagaidām vēl nav iespējams šīs metodes izmantot terapeitiski.

Kāda loma epiģenētikā ir depresijai?

Epigenētikai ir liela nozīme, jo īpaši psihisko slimību attīstībā.
Aktivizējot un deaktivizējot noteiktas gēnu secības, var attīstīties tādas slimības kā depresija un šizofrēnija.

Iespējams, ka par to ir atbildīgi arī vecuma un vides faktori, kas izraisa mainīgus epiģenētiskos procesus. Garīgās slimības mijiedarbojas ar cilvēka epigenētiku.
Piemēram, ir zināms, ka psiholoģiskais stress izraisa epiģenētiskas izmaiņas, kas izraisa šūnu novecošanos.

Smags psiholoģiskais stress bērnībā arī būtiski ietekmē epiģenētiku, kas vēlāk var izraisīt psihiskas komplikācijas.

Lasiet vairāk par tēmu: Depresijas cēloņi

Epiģenētika dvīņos

Epiģenētikas pētījumus var veikt ļoti labi, it īpaši identiskiem dvīņiem.
Kaut arī tiem ir tāds pats ģenētiskais sastāvs, dzīves laikā tiem var būt ievērojami atšķirīgas ārējās un iekšējās īpašības.

Šīs atšķirības var izsekot līdz epiģenētiskām izmaiņām, ko izraisa nejaušība un vides faktori. Pat ja katram dvīnim ir tāda pati ģenētiskā uzbūve, tiek aktivizētas tikai dažas gēnu sekvences, par kurām ir atbildīga individuāli atšķirīgā epigenētika.

Jaunībā epiģenētika gandrīz neatšķiras.
Ar vecumu un atšķirīgu vides ietekmi, atšķirības kļūst acīmredzamas.
Tomēr joprojām ir epiģenētisks nospiedums.
Tas nozīmē, ka līdzīga epigenētika ar epiģenētiski izraisītu slimību attīstību dvīņos joprojām ir augsta.

Vairāk informācijas par dvīņiem: Dvīņu grūtniecība - kas jums jāzina!

Kāda ir vides ietekme uz epigenētiku?

Saskaņā ar pašreizējo pētījumu stāvokli epigenētiku ievērojami ietekmē paaugstināts vecums, sakritības un vides faktori.
Vides faktoriem var būt psiholoģisks un fizisks raksturs.

Plaši pazīstami negatīvi vides faktori, kas izraisa negatīvas izmaiņas epiģenētikā, ir bērnības traumas, stress, psiholoģiskas ciešanas vai depresija.
Neveselīgs uzturs vai kaitīgas ķīmiskas vielas, piemēram, tabakas dūmi vai alkohols, arī negatīvi ietekmē ģenētiskā grima epiģenētiku.

Vecākā vecumā dažādas vides ietekmes, kas saistītas ar epiģenētiskām izmaiņām, var izraisīt psihes, sirds un asinsvadu sistēmas, kā arī daudzu citu orgānu slimības.
Tomēr precīzas attiecības un darbības veidi genomā vēl nav izpētīti.