Метилирование ДНК: агульныя звесткі

Метилирование ўяўляе сабой далучэнне аднаго вугляроднага і трох вадародных атамаў да іншай малекуле. Гэта з'ява лічыцца апошнім словам у сферы аховы здароўя. Ён суправаджае ажыццяўленне практычна ўсіх функцый арганізма.

функцыі

Метильные групы (вугляродныя і вадародныя атамы) удзельнічаюць у:

1. Адказе арганізма на стрэсавыя сітуацыі.
2. Выпрацоўцы і перапрацоўцы глутатиона. Ён выступае ў якасці ключавога антыаксіданта ў арганізме.
3. Детоксікаціі гармонаў, цяжкіх металаў і хімічных злучэнняў.
4. Кантролі запаленчых працэсаў.
5. Рамонце пашкоджаных клетак.
6. Імунным адказе і яго рэгуляванні, барацьбе з вірусамі і інфекцыямі, кантролі выпрацоўкі Т-элементаў.

. Немалаважнае значэнне мае і працэс метилирования ДНК. Разгледзім яго падрабязней.

Эпигенетический кантроль развіцця

способствует передаче паттернов следующему поколению клеток при митозе. Метилирование ДНК спрыяе перадачы патэрнаў наступнаму пакаленню клетак пры Мітоз. Параўнальна нядаўна было ўстаноўлена, што працэс далучэння груп атамаў ў тэрмінальна-дыферэнцыраваных структурах мае пэўную сувязь з фарміраваннем памяці і сінаптычную пластычнасцю. К. Мілер і Д. Світ даследавалі метилирование ДНК. Вывучэнне з'явы прывяло іх да высновы аб тым, што актыўнасць дезоксирибонуклеиновокислотной метилазы значна ўзрастае ў жывёл у ходзе запамінання новай інфармацыі. Гэта спрыяе зніжэнню экспрэсіі генаў, якімі душацца працэсы памяці. Акрамя гэтага, аўтары паказваюць яшчэ на адно з'ява. Даследнікі паведамляюць, што на актывацыю гена пратэіна рилина, які спрыяе змене сінаптычную сувязяў і які ўдзельнічае ў паталагічным плыні шызафрэніі, уплывае фарміраванне памяці. Пры гэтым абумаўляўся фактарам з'яўляюцца демиталазы-энзімы, якія забяспечваюць деметилирование ДНК (вызваленне ад метильных груп). Устаноўленыя факты дазваляюць зрабіць найважнейшы выснову. , а также обратное ему явление, играют существенную роль при хранении информации и запоминании. Метилирование ДНК як адзін з эпигенетических механізмаў, а таксама адваротнае яму з'ява, гуляюць істотную ролю пры захоўванні інфармацыі і запамінанні. Гэтую ідэю пацвярджаюць вынікі даследавання групы Э. Коста. Было ўстаноўлена, што демитилирование генаў глутаматдекарбоксилазы і рилина можа абумоўліваецца ў мышэй невялікімі малекуламі, якія ўмешваюцца ў ўстаноўку ДНК ў ядры. Гэтыя даследаванні паказваюць не толькі аб магчымасці змены склаўся ўяўленні аб фарміраванні памяці. является динамическим. Яны паказваюць таксама і на тое, што якое лічылася раней перманентным метилирование ДНК з'яўляецца дынамічным. Больш за тое, яно можа ўжывацца ў тэрапіі.

асаблівасці

имеют определенную связь, нельзя назвать новой. Ідэю пра тое, што памяць і метилирование ДНК маюць пэўную сувязь, нельга назваць новай. Раней ужо была ўсталяваная абумоўленасць сінаптычную перадачы ацэтылявання гистонов. Яны фармуюць шкілет, на які навіваюць ДНК. Ацэтылявання прыводзіць да зніжэння сродства гистонов з нуклеінавых кіслот. У выніку адчыняецца доступ да ДНК і іншых вавёрак, звязаным, у тым ліку, з актывацыяй генаў. У рэчаіснасці, гистон-ацетилотрансферазная актыўнасць CREBBP (злучае бялку), які выступае як ключавы транскрыпцыйных фактар нейронаў, звязвалася з уздзеяннем гэтага пратэіна на запамінанне. Акрамя таго, было выяўлена ўзмацненне памяці доўгачасовага характару ў працэсе выкарыстання інгібітараў гистон-дезацетилаз. Яно прыводзіла да паскарэння ацэтылявання гистонов.

гіпотэзы

Світ і Мілер задаліся наступным пытаннем адносна гистон-залежнага падаўлення экспрэсіі структур. ? Калі яно можа гуляць пэўную ролю ў рэгуляванні памяці, ці прывядзе да аналагічнага эфекту метилирование ДНК? Гэта з'ява разглядалася пераважна як сродак падтрымання актыўнасці структур пры Мітоз і фарміраванні сістэм. Аднак у повзрослевшего мозгу млекакормячых назіралася інтэнсіўнасць метилаз, нягледзячы на тое, што большая частка яго клетак з'яўляецца неделящейся. У сувязі з тым, што разгляданы феномен спрыяе падаўленьня экспрэсіі генаў, навукоўцы не маглі адкідваць верагоднасць сувязі метилаз і рэгуляторных працэсаў у нейронных.

праверка здагадак

этого явления в формировании памяти, обрабатывали срезы гиппокампа ингибиторами дезоксирибонуклеинокислотных метилтрансфераз. Світ і яго калегі, даследуючы метилирование ДНК, значэнне гэтай з'явы ў фарміраванні памяці, апрацоўвалі зрэзы гіпакампа інгібітарамі дезоксирибонуклеинокислотных метилтрансфераз. Яны выявілі, што гэта папярэджвае пачатак доўгачасовай потенциации - умацаванне сінаптычную сувязяў як рэакцыю на нейронавую актыўнасць. Гэты працэс абумоўлівае дзеянне механізмаў навучання і памяці. Навукоўцы выявілі таксама, што інгібітары змяншалі ўзровень метилирования ў ДНК рилина. Гэта паказвала на яго зварачальнасць.

эксперыменты

Вырашыўшы пайсці далей у сваіх даследаваннях, Світ і Мілер пачалі назіранне за зменамі ў патэрн метилирования ў мышэй ў мадэлі, у рамках якой жывёлы вучацца звязваць пэўны месцазнаходжанне з непрыемнымі стымуламі, у прыватнасці, слабым шокавым уздзеяннем. Паводзіны паддоследных, якія атрымлівалі інгібітары, выказваў магчымыя складанасці навучання. Апыняючыся ў абстаноўцы, у якой у іх павінен быў паўстаць страх, яны заміралі значна радзей, чым кантрольныя жывёлы.

высновы

Якім чынам метилирование магло ўздзейнічаць на памяць мышэй? Навукоўцы патлумачылі гэта наступным. У ДНК прысутнічае досыць шмат участкаў, на якія можа ўздзейнічаць далучэнне груп атамаў вадароду і вугляроду. У гэтай сувязі даследчыкі вырашылі звярнуцца да наступнага з'яве. Яны вывучылі ў першую чаргу метилирование генаў, роля якіх у фарміраванні памяці ўжо была ўсталяваная. Спярша было разгледжана ўчастак, на якім працэсы памяці бялку фасфатазы душацца. Зніжэнне экспрэсіі магло б выклікаць зваротная з'ява. Сапраўды, праз гадзіну кантэкстуальную обуславливания страху ўзровень метилирования вырасла больш чым у сто разоў. Пры гэтым мРНК-ўзроўні ў раёне гіпакампа СА1 падвергліся слабому, але статыстычна значнай зніжэння. Гэты эфект выяўляецца ў мозгу жывёл пры спалучэнні малаважнага шокавага ўздзеяння на канечнасці і навізны кантэксту. Асобна гэтыя стымулы не забяспечваюць ніякага ўплыву на метилирование. Адпаведна, далучэнне груп ажыццяўляецца выключна пры сапраўдным навучанні.

Метилирование ДНК і старэнне

Праблемы ўзросту і з'яўлення анкалагічных захворванняў з'яўляюцца аднымі з найбольш абмяркоўваюцца тым. За многія гады даследаванняў навукоўцы прапаноўвалі самыя розныя тэорыі і мадэлі. Аднак ні адна канцэпцыя на цяперашні час не адказвае цалкам на ўсе пытанні. Між тым, найбольшую цікавасць у рамках пошуку вырашэння праблемы старэння ўяўляе даследаванне змены геннай актыўнасці. У прыватнасці, сваё меркаванне з гэтай нагоды выказаў прафесар Анісімаў. Ён паказвае на тое, што праява (экспрэсія) генаў залежыць, у ліку іншага, ад метилирования, што можа ўплываць на хуткасць старэння. Да 5% рэшткаў цитозина дэзаксірыбануклеінавай кіслаты прайшлі далучэнне груп вугляродных і вадародных атамаў з адукацыяй 5мЦ (5-метилцитозина). Гэта падстава лічыцца адзіным пастаянным ў ДНК вышэйшых арганізмаў. Далучэнне груп мае месца ў абедзвюх нітках сіметрычна. Рэшткі 5мЦ заўсёды прыкрываюцца рэшткамі Гуанінь. Пры гэтым структуры выконваюць розныя функцыі. Аднак важна адзначыць, што метилирование ўдзельнічае ў рэгуляцыю геннай актыўнасці. Змены ў ходзе далучэння груп абумоўліваецца збоямі ва ўзроўні транскрыпцыі.

прычыны

Ўзроставае деметилирование ўпершыню было апісана ў 1973 г. Пры гэтым была выяўлена розніца ступені аддзялення груп у тканінах пацукоў. У мозгу деметилирование ішло больш актыўна, чым у печані. Пасля было ўстаноўлена зніжэнне 5мЦ з узростам у лёгкіх, а таксама фибробластовых утварэннях скуры. Даследчыкі выказалі здагадку, што ўзроставае деметилирование абумоўлівае схільнасць клетак да пухліннай трансфармацыі. Гэтую з'яву можна ўявіць простымі словамі наступным чынам. Неактыўны ген злучаецца з метильной групай. Пад уздзеяннем хімічных рэакцый адбываецца яе адлучэнне. Адпаведна, ген актывізуецца. Група атамаў выконвае функцыі засцерагальніка. Чым менш іх колькасць, тым больш будзе дыферэнцыраваны клетка і, адпаведна, старэй, чым іх больш - тым яна маладзей. У якасці класічнага прыкладу, шырока выкарыстоўваецца ў літаратуры, можна прывесці развіццё пэўных відаў ласосевых. Выяўлены феномен іх выключна хуткай гібелі непасрэдна пасля нерасту. Учора яшчэ маладыя асобіны ў рэпрадуктыўным узросце гінуць на працягу недоўгачасовага часу. У біялагічным плане гэты феномен ўяўляе сабой паскоранае старэнне, якое суправаджаецца маштабным деметилированием ДНК.

Як дапамагчы арганізму?

Існуюць розныя спосабы, з дапамогай якіх можна палепшыць прыроджанае метилирование ДНК. Сярод найбольш папулярных варта назваць:

1. Ужыванне ў ежу свежай зеляніны. Асабліва рэкамендаваны ліставыя гародніна. Яны выступаюць як крыніцы фоліевай кіслаты, неабходнай для забеспячэння правільнага метилирования.
2. Прыём вітамінаў В12 і В6, рыбафлавіну. Іх крыніцамі з'яўляюцца яйкі, рыба, міндаль, грэцкія арэхі, спаржа і пр.
3. Прыём дастатковай колькасці цынку і магнію. Яны забяспечваюць падтрыманне метилирования.
4. Прыём прабіётыкі. Яны спрыяюць атрыманню і засваенню вітамінаў У-групы і фалійнай да-ты.

Немалаважна таксама мінімізаваць стрэсавыя сітуацыі, адмовіцца ад шкодных звычак (ўжывання спіртнога, курэння). Неабходна ўважліва сачыць за тым, каб у арганізм не траплялі таксічныя рэчывы. Гэтыя злучэнні забіраюць метильные групы, нагружаюць печань.