表观遗传学：环境对我们基因的影响

表观遗传学：环境对我们基因的影响

表观遗传学：环境对我们基因的影响

介绍

表观遗传学是一个令人兴奋且快速发展的遗传学领域，研究环境对我们基因的影响。与处理实际 DNA 序列的经典遗传学不同，表观遗传学研究基因与其环境之间相互作用的变化。这些变化可能导致某些基因打开或关闭。在本文中，我们将仔细研究表观遗传学，并讨论其在生物体发育中的重要性以及对健康可能产生的影响。

什么是表观遗传学？

表观遗传变化是基因活动模式的改变，并不是由潜在 DNA 序列本身的变化引起的。相反，甲基化和组蛋白修饰等表观遗传机制会影响某些基因部分的“打开”或“关闭”。这些表观遗传标记可以在个体的一生中获得，并且有可能代代相传。

基因型遗传（基于DNA序列）和​​表观基因组遗传（基于表观遗传修饰）之间的一个重要区别是后者可以更加灵活——它可以根据非生物胁迫、饮食和生活方式而变化。因此，表观遗传学可以被视为我们的基因和环境之间的一种“桥梁”。

表观遗传机制

DNA甲基化

DNA 甲基化是最著名的表观遗传机制之一。在这里，甲基附着在某些 DNA 序列上，这可以抑制或增强其背后基因的活性。甲基可能会受到饮食、压力或化学品等环境影响。 DNA甲基化通常在疾病的发展中发挥重要作用。

组蛋白修饰

组蛋白是我们 DNA 包裹的蛋白质。这些组蛋白结构的变化可能导致基因变得更容易接近或难以接近。通过向组蛋白添加不同的化学基团，可以设置不同的基因调控信号。

非编码RNA

非编码 RNA (ncRNA) 是表观遗传机制的另一个例子。这些 RNA 分子可以与其他 RNA 或蛋白质分子相互作用，影响转录和翻译等过程。

环境对我们基因的影响：动物王国的例子

表观遗传变化可以对动物产生惊人的影响，特别是当它们发生在早期发育期间时。一些最著名的例子来自爬行动物繁殖温度的研究。在许多爬行动物中，孵化期间的环境温度决定了后代的性别——这是环境对基因表达影响的一种形式。

研究人员发现，这种温度信息是表观遗传存储的，可以影响后代。在一项针对海龟的研究中发现，在一定高温下孵化的雌性海龟比在低温下孵化的雌性海龟更有可能将卵埋在更高、更低的沙子中。这种行为通过代际表观遗传机制传递。

在啮齿动物中也观察到类似的现象。研究表明，某些情绪体验可以引起大鼠大脑的表观遗传变化，甚至可以对下一代的行为和压力应对机制产生影响。

人类表观遗传学

表观遗传学在人类中的作用是一个令人着迷的问题，对我们的健康和福祉具有深远的影响。

发育和细胞成熟

在胎儿发育的早期阶段，表观遗传机制在来自同一遗传源细胞的不同细胞类型（例如皮肤、肌肉或神经细胞）的传承中发挥着至关重要的作用。表观遗传调控激活或失活不同细胞类型特有的基因。

环境与健康

研究人员对环境因素如何影响表观基因组及其对我们健康的影响越来越感兴趣。研究发现，吸烟、饮酒、饮食和压力会引起表观遗传变化。这些变化可能会增加患某些疾病的风险，例如癌症、心脏病和糖尿病。

一个很好的例子是吸烟对人类基因组的影响。多项研究表明，与不吸烟者相比，吸烟者的某些基因片段可能存在显着的甲基化。这或许可以解释为什么吸烟者患肺癌的风险更高。

此外，还观察到，怀孕期间营养不良的母亲所生的孩子可能会表现出长期的表观遗传变化。这些变化与肥胖或代谢紊乱的风险增加有关。

常见问题 (FAQ)

1. 表观遗传标记会在一生中发生变化吗？

是的！表观遗传标记可能会受到外部影响并在生命过程中发生变化。一个众所周知的例子是 DNA 甲基化，它可能受到吸烟或饮食等环境因素的影响。

2. 表观遗传变化可以遗传吗？

是的，表观遗传变化可以代代相传。这被称为“跨代遗传”，并已在一些动物研究中证明会发生。

3. 你能影响你的表观遗传标记吗？

尽管我们对于影响自身表观遗传标记的可能性还有很多东西需要了解，但有证据表明某些生活方式和饮食选择可能会产生影响。

结论

表观遗传学是遗传学的一个迷人领域，研究环境对我们基因的影响。通过 DNA 甲基化和组蛋白修饰等机制，表观基因组可以在我们的一生中发生变化，甚至可以代代相传。这些表观遗传变化在生物体的发育以及我们的健康和福祉中发挥着重要作用。探索环境影响与表观基因组之间的联系为未来预防和治疗疾病提供了令人兴奋的新方法。