Epigeneetika: keskkonna mõju meie geenidele

Epigeneetika: keskkonna mõju meie geenidele

Epigeneetika: keskkonna mõju meie geenidele

sissejuhatus

Epigeneetika on põnev ja kiiresti arenev geneetikavaldkond, mis uurib keskkonna mõju meie geenidele. Erinevalt klassikalisest geneetikast, mis käsitleb tegelikke DNA järjestusi, uurib epigeneetika muutusi geenide ja nende keskkonna interaktsioonis. Need muutused võivad põhjustada teatud geenide sisse- või väljalülitamist. Käesolevas artiklis vaatleme lähemalt epigeneetikat ja arutleme selle tähtsuse üle organismide arengus ja võimalike mõjude üle tervisele.

Mis on epigeneetika?

Epigeneetilised muutused on meie geenide aktiivsuse muudetud mustrid, mida ei põhjusta muutused aluseks olevates DNA järjestustes endis. Selle asemel mõjutavad epigeneetilised mehhanismid, nagu metüülimine ja histooni modifikatsioonid, teatud geeniosade "sisse- või väljalülitamist". Neid epigeneetilisi märke saab omandada kogu inimese elu jooksul ja neid võib põlvkondade kaupa edasi anda.

Oluline erinevus genotüübi pärimise (põhineb DNA järjestusel) ja epigenoomse pärimise vahel (põhineb epigeneetilisel modifikatsioonil) on see, et viimane võib olla paindlikum – see võib varieeruda sõltuvalt abiootilistest stressidest, toitumisest ja elustiilist. Sel põhjusel võib epigeneetikat vaadelda omamoodi "sillana" meie geenide ja keskkonna vahel.

Epigeneetilised mehhanismid

DNA metüülimine

DNA metüülimine on üks tuntumaid epigeneetilisi mehhanisme. Siin on teatud DNA järjestuste külge kinnitatud metüülrühm, mis võib selle taga oleva geeni aktiivsust summutada või tugevdada. Metüülrühmi võivad mõjutada keskkonnamõjud, nagu toitumine, stress või kemikaalid. DNA metüülimine mängib sageli haiguste tekkes olulist rolli.

Histooni modifikatsioonid

Histoonid on valgud, mille ümber meie DNA on mähitud. Muutused nende histoonide struktuuris võivad põhjustada geenide muutumist ligipääsetavamaks või kättesaamatuks. Lisades histoonidele erinevaid keemilisi rühmi, saab seadistada erinevaid geeni reguleerivaid signaale.

Mittekodeeriv RNA

Mittekodeeriv RNA (ncRNA) on veel üks näide epigeneetilisest mehhanismist. Need RNA molekulid võivad interakteeruda teiste RNA või valgu molekulidega, mõjutades selliseid protsesse nagu transkriptsioon ja translatsioon.

Keskkonna mõju meie geenidele: näited loomariigist

Epigeneetilistel muutustel võib olla loomadele hämmastav mõju, eriti kui need toimuvad varases arengujärgus. Mõned tuntumad näited pärinevad roomajate sigimistemperatuuri uuringutest. Paljude roomajate puhul määrab inkubatsiooniaegne ümbritsev temperatuur järglaste soo – see on geeniekspressiooni keskkonnamõju vorm.

Teadlased on avastanud, et seda temperatuuriteavet salvestatakse epigeneetiliselt ja see võib mõjutada järgnevaid põlvkondi. Kilpkonnade uuringus leiti, et teatud kõrgetel temperatuuridel koorunud emased matsid suurema tõenäosusega oma munad kõrgemasse madalamasse liiva kui need, kes koorusid madalal temperatuuril. See käitumine kandub edasi põlvkondadevaheliste epigeneetiliste mehhanismide kaudu.

Sarnast nähtust on täheldatud ka närilistel. On näidatud, et teatud emotsionaalsed kogemused võivad rottidel esile kutsuda epigeneetilisi muutusi ajus ja isegi mõjutada järgmise põlvkonna käitumist ja stressiga toimetuleku mehhanisme.

Epigeneetika inimestel

Epigeneetika roll inimestel on põnev küsimus, millel on kaugeleulatuvad tagajärjed meie tervisele ja heaolule.

Areng ja rakkude küpsemine

Loote arengu varases staadiumis mängivad epigeneetilised mehhanismid otsustavat rolli erinevate rakutüüpide (nagu naha-, lihas- või närvirakud) põlvnemisel samast geneetilisest lähterakust. Epigeneetiline regulatsioon aktiveerib või deaktiveerib erinevatele rakutüüpidele spetsiifilisi geene.

Keskkond ja tervis

Teadlased on üha enam huvitatud sellest, kuidas keskkonnategurid võivad epigenoomi mõjutada ja milline on selle mõju meie tervisele. On leitud, et suitsetamine, alkoholi tarbimine, toitumine ja stress võivad põhjustada epigeneetilisi muutusi. Need muutused võivad suurendada teatud haiguste, nagu vähk, südamehaigused ja diabeet, riski.

Hea näide sellest on suitsetamise mõju inimese genoomile. Mitmed uuringud on näidanud, et suitsetajatel võib teatud geenisegmentides olla märkimisväärne metülatsioon võrreldes mittesuitsetajatega. See võib selgitada, miks suitsetajatel on suurem risk haigestuda kopsuvähki.

Lisaks on täheldatud ka seda, et raseduse ajal kehva toitumisega emade lastel võivad ilmneda pikaajalised epigeneetilised muutused. Neid muutusi on seostatud rasvumise või ainevahetushäirete suurenenud riskiga.

Korduma kippuvad küsimused (KKK)

1. Kas epigeneetilised märgid võivad elu jooksul muutuda?

Jah! Epigeneetilisi märke võivad mõjutada välismõjud ja need muutuvad elu jooksul. Tuntud näide on DNA metüülimine, mida võivad mõjutada keskkonnategurid nagu suitsetamine või dieet.

2. Kas epigeneetilisi muutusi saab pärida?

Jah, epigeneetilisi muutusi saab põlvkondade kaupa edasi anda. Seda nimetatakse "põlvkondadevaheliseks pärandiks" ja see on ilmnenud mõnes loomkatses.

3. Kas saate mõjutada oma epigeneetilisi märke?

Kuigi meil on veel palju õppida oma epigeneetiliste märkide mõjutamise võimaluste kohta, on tõendeid selle kohta, et teatud elustiili- ja toitumisvalikud võivad mõjutada.

Järeldus

Epigeneetika on põnev geneetika valdkond, mis uurib keskkonna mõju meie geenidele. Selliste mehhanismide kaudu nagu DNA metüülimine ja histooni modifikatsioonid võivad epigenoomid muutuda kogu meie elu jooksul ja isegi põlvkondade kaupa edasi kanduda. Need epigeneetilised muutused mängivad olulist rolli organismide arengus ning meie tervises ja heaolus. Keskkonnamõjude ja epigenoomi vahelise seose uurimine pakub põnevaid uusi lähenemisviise haiguste ennetamiseks ja raviks tulevikus.