エピジェネティクスとは何ですか？ それを理解するための鍵

DNAはどれほど重要か。 遺伝暗号は生命の要です、人間の場合、ゲノムを構成する約20,000の遺伝子の中で生物が成長することを可能にする情報を保存します。 すべて 細胞 同じ体の同じDNAを持っています。

では、どうしてそれらの動作が異なる可能性があるのでしょうか。 むしろ、どのように ニューロン それらが同じDNAを持っている場合、それは肝細胞ではなくニューロンですか？ 答えはエピジェネティクスにあります.

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エピジェネティクスとは何ですか？

情報は含まれていますが、環境という重要な要素があるため、デオキシリボ核酸鎖がすべてではありません。 ここに、「遺伝学について」または「遺伝学に加えて」というエピジェネティクスという用語があります。

遺伝暗号の外部にある要因が規制しています 異なる遺伝子の発現ですが、常にDNA配列を無傷に保ちます。 それは関連性のあるメカニズムです。すべての遺伝子が同時にアクティブである場合、それは良いことではなく、そのためには発現の制御が必要です。

エピジェネティクスという用語は、1942年にスコットランドの遺伝学者コンラッドハルワディントンによって造られました。 遺伝子と環境の関係の研究.

後成説を理解する簡単な方法は、この例で良い友達から私に与えられました：はい DNAは図書館であり、遺伝子は本であり、遺伝子発現は 司書。 しかし、図書館自体、ほこり、本棚、火事...図書館員が本にアクセスするのを妨げたり助けたりするものはすべてエピジェネティクスです。

真実はそれです ヒトゲノムは20,000以上の遺伝子で構成されています、ただし、これらは常に同時にアクティブであるとは限りません。 細胞の種類、生物がどのような発達段階にあるか、あるいは個人が住んでいる環境自体に応じて、いくつかの活性遺伝子とそうでない遺伝子があります。 遺伝子発現の制御に関与するタンパク質のグループの存在 DNA配列を変更します。つまり、突然変異や転座を引き起こさないようにします。 これを許可します。

エピゲノムを知る

エピゲノムの概念は、エピジェネティクスの出現の結果として生まれました。そして、それは遺伝子発現のこの調節の一部であるすべての構成要素にすぎません。

出生から老年まで安定して変化しない（またはそうあるべきである）ゲノムとは異なり、エピゲノムは動的で変化しやすい。 開発を通してそれは変化します、

環境の影響を受ける可能性があります、セルの種類によっては同じではありません。 環境への影響を与えるために、消費することが見られています タバコ エピゲノムに悪影響を及ぼし、癌の出現に有利に働きます。

続行する前に、DNAの目的を理解するために、遺伝学の簡単なレビューをお勧めします。 遺伝暗号には遺伝子が含まれていますが、そのため、これは何の影響もありません。 一般的に、 RNAポリメラーゼはこの遺伝子を「読み取り」、転写します 「メッセンジャーRNA」（mRNA）と呼ばれる別のタイプの核酸鎖に変換されます。これは、読み取られた遺伝子フラグメントのみで構成されます。

得られたこのRNAは、他のタンパク質によって形成されたタンパク質に他ならない最終生成物に翻訳される必要があります。 mRNAからタンパク質を合成するリボソームとして知られる分子複合体。 それがどのように機能するかを明確にして、 続けます。

エピジェネティックなメカニズム

DNAは非常に大きな構造であり、人間の場合、長さはほぼ2メートルで、どの細胞の直径よりもはるかに大きくなっています。

自然は賢明であり、サイズを大幅に縮小して細胞核内に詰め込む方法を見つけました。 「ヒストン」と呼ばれる構造タンパク質は、ヌクレオソームを形成するために8つのグループにグループ化され、DNA鎖をサポートしてそれを包み込み、折り畳みを容易にします。

DNA鎖は完全には圧縮されておらず、細胞がその機能を実行するための部品がより自由になっています。 真実は、折り畳みはRNAポリメラーゼが遺伝子を読み取ることを困難にするということです。そのため、異なる細胞で常に同じように折り畳まれるとは限りません。 RNAポリメラーゼへのアクセスを許可しないことにより、それはすでに 遺伝子発現を制御する シーケンスを変更せずに。

これだけならとても簡単ですが、エピゲノム 化学マーカーも利用します. 最もよく知られているのはDNAメチル化で、これはメチル基（-CH3）のデオキシリボ核酸への結合で構成されています。 このマークは、その配置に応じて、遺伝子の読み取りを刺激し、RNAポリメラーゼが到達するのを防ぐことができます。

エピゲノムは受け継がれていますか？

不変のゲノムは受け継がれています 個人の親のそれぞれの。 しかし、エピゲノムでも同じことが起こりますか？ この問題は多くの論争と疑問をもたらしました。

遺伝暗号とは異なり、エピゲノムは動的であることを忘れないでください。 それも継承されていると確信している科学グループがあり、最も頻繁に使用される例は 飢饉を経験した祖父母の孫が長生きするスウェーデンの村の事例 エピジェネティクス。

これらのタイプの研究の主な問題は、それらがプロセスを説明しておらず、疑問を解決するデモンストレーションのない推測にすぎないことです。

エピゲノムが遺伝しないと信じている人は、主な機能が 接合子のエピゲノムを再開します. しかし、同じ研究では、エピゲノムが完全に再開するわけではなく、遺伝子の5％がこのプロセスから逃げ出し、小さな扉が開いたままになっていることが明らかになっています。

エピジェネティクスの重要性

エピジェネティクスの研究に与えられている重要性は、それが ライフプロセスを調査して理解する として エージング、精神過程または幹細胞。

より多くの結果が得られている分野は、生物学の理解にあります 癌、新しい生成するターゲットを探しています 薬物療法 この病気と戦うために。

エージング

本文で前述したように、各細胞のエピゲノムは、その人がいる発達段階に応じて変化します。

研究はこれを証明しました。 たとえば、 ゲノムは人間の脳で異なります 誕生から成熟まで、成人期から老年期まで安定しています。 老化の間に再び変化がありますが、今回は上ではなく下になります。

この研究では、彼らはDNAメチル化に焦点を当て、青年期に多くが生成され、老年期に減少することを確認しました。 この場合、 メチル化の欠如はRNAポリメラーゼの働きを妨げます、これはニューロンの効率の低下につながります。

老化を理解するためのアプリケーションとして、生物学的年齢の指標として血統細胞のDNAメチル化パターンを利用する研究があります。 時系列の年齢が生物学的年齢と一致しない場合があり、このパターンを使用すると、より具体的な方法で患者の健康状態と死亡率を知ることができます。

がんと病理学

癌 何らかの理由でその起源の組織に特化することをやめ、 増殖を制限したり他の細胞を置き換えたりすることなく、未分化の細胞であるかのように振る舞います 組織。

論理的には、エピゲノムの変化は 細胞が癌化する原因となる可能性があります 遺伝子発現に影響を与えることによって。

DNAには 「ガンサプレッサー」として知られる遺伝子; それ自身の名前はその機能が何であるかを示します。 さて、癌のいくつかのケースでは、これらの遺伝子が遺伝子を不活性化するような方法でメチル化されていることが見られています。

現在、エピジェネティクスが他の種類の病状に影響を与えるかどうかを研究しようとしています。 それが動脈硬化症やある種の精神疾患にも関与していることを示唆する証拠があります。

医療アプリケーション

製薬業界はエピゲノムに照準を合わせており、そのダイナミズムのおかげで将来の治療法の実現可能なターゲットとなっています。 それらはすでに実践されています ある種の癌の治療、主に白血病とリンパ腫で、薬剤はDNAメチル化を標的とします。

これは、癌の起源が後成的であり、突然変異などの別のものではない限り、効果的であることに注意する必要があります。

ただし、最大の課題は、ヒトゲノムの配列を決定することにより、ヒトエピゲノムに関するすべての情報を取得することです。 幅広い知識を持って、将来的に よりパーソナライズされた治療法を考案することができます 特定の患者の損傷した領域の細胞のニーズを知ることができるように、個別化されています。

科学にはもっと時間が必要

エピジェネティクスはかなり最近の研究分野であり、この主題をさらに理解するにはさらなる研究が必要です。

明確にする必要があるのは、エピジェネティクスです 遺伝子発現調節からなる それらはDNA配列を変更しません。 たとえば、突然変異の場合にエピジェネティクスの誤った言及を見つけることは珍しいことではありません。