Епигенетски фломастери го обележуваат клеточниот ДНК прирачник

Ние како личности го оформуваме нашиот идентитет преку интеракција со семејството, пријателите, книгите и околината. Ние сме амалгам на се она што јавно го искажуваме, зборовите преку коишто се изразуваме и делата што ги правиме. Но што ги дефинира клетките?

Во претходниот напис геномот беше претставен како прирачник со инструкции за градбата на секоја клетка и организам, составен од азбука со само четири букви А, Т, Г и Ц. Идентитетот на секоја клетка лежи во строго селектиран избор на зборови и реченици преземени од различни поглавја на овој прирачник, кои што на крајот треба да имаат функционална смисла. Секоја клетка се раководи по уникатен избор на реченици и зборови од истиот прирачник, но како клетката знае кој дел од овој прирачник на инструкции треба да го маркира и прочита, а кој не? Како клетките се претвораат во типот на клетка што ќе бидат во текот на целиот нивен животен век? Епигенетика.

Епигенетика доаѓа од грчкиот збор επί (над, надвор од, околу)-генетика и означува додатен слој на информација којшто лежи над генетската. Епигенетски механизми се сите оние процеси коишто имаат улога на фломастер којшто подвлекува со една боја кој дел од ДНК текстот во прирачникот треба да биде прочитан, а со друга боја кој дел треба да биде игнориран. Постојат неколку видови на епигенетски фломастери (механизми), од кои најважни се хистонските модификации и ДНК модификациите. Овие епигенетски фломастери формираат додатен слој на код, наречен епигенетски код којшто има улога да го маркира геномот и да ѝ укаже на клетката како да процесира одредени сегменти од ДНК текстот.

Хистоните имаат мал неструктуриран дел (наречен “хистонска опашка”) којшто може да биде модифициран со мали хемиски молекули во вид на молекуларни знаци. Во зависност од тоа кои молекуларни знаци се закачени на хистонските опашки, нивото на спакуваност на ДНК може да биде поотворено или позатворено и генот да биде активиран или репресиран. Ако хистонот носи знак за отпакување на ДНК, тоа значи дека тој отпакуван дел од ДНК ќе биде прочитан од клеточниот преведувач и толкувач. Ако хистонот носи молекуларен знак за компактно пакување, тоа значи дека тој дел од ДНК секвенцата треба да биде игнориран, бидејќи е непотребен за функционирање на дадениот тип на клетка (Слика 1).

Слика 1. Мали хемиски модификации (знаци) на хистонските опашки може да доведат до драматични разлики во нивото на хроматинска спакуваност на ДНК молекулата. Сликата е преземена од Bio-rad и е модифицирана.

Исто како што хистонските протеини може да бидат обележани со мали молекуларни знаци, исто така и буквата Ц од генетската азбука може да биде маркирана со додаток на метил група, во вид на молекуларен апостроф, прикажано на Слика 2. Молекуларните апострофи на буквата Ц имаат големо влијание врз тоа како клеточните преведувачи и толкувачи ќе ја прочитаат ДНК секвенцата. Ако најголем дел од Ц буквите се апострофирани на почетокот на генот, тоа ќе биде знак за клеточната машинерија да го игнорира тој ген и остави во репресирана форма. Ако буквата Ц е немодифицирана на почетокот на генот, но апострофирана во телото на генот, тоа е знак за клеточната машинерија силно да го активира тој ген.

Слика 2. Молекулата на цитозин може да биде модифицирана со мала метил група. Овој молекуларен апостроф на буквата Ц од генетската азбука има есенцијална улога во активација и репресија на гени. Сликата е преземена од Life Technologies и е модифицирана.

Убавината во епигенетскиот код е во тоа што за разлика од ДНК кодот, не е фиксиран и ригиден. Во јазикот на молекуларната биологија овој феномен се вика епигенетска пластичност. Тоа е многу корисна особина за организми чиишто клетки се постојано изложени на променлива околина. Поради таа причина, во животниот век на клетката овој код може да биде модифициран и измоделиран во зависност на надворешните предизвици и стимули со коишто се соочува клетката, без да влијае драматично на нејзиниот однапред зададен идентитет. Но дали доколку со турне со поголема сила, флексибилноста на епигенетскиот код може да ја однесе клетката во безличен амбис? Дали со манипулација на епигенетскиот код клетката може да преминува од еден во друг вид на програма, од еден во друг тип на клетка?


Клучни зборови и термини:

Хистонски модификации: околу 146 базни парови на ДНК се обвиткани околу протеини наречени хистони и заедно формираат нуклеозом. Хистоните имаат неструктуриран дел или “хистонска опашка” којшто излегува од јадрото на нуклеозомот и е модифицирана со хемиски групи како метилација, ацетилација, убиквитинилација итн.

ДНК модификации: од четирите букви во генетската азбука, само Ц може да биде хемиски модифицирана со хемиска метил, хидроксиметил или формил група.

Ознаки: , , ,

Споделете ја содржината на социјалните мрежи!

Слични написи:

Напишете коментар

Вашата адреса за е-пошта нема да биде објавена. Задолжителните полиња се означени со *

Пополнете го ова поле
Пополнете го ова поле
Ве молам, внесете валидна адреса за е-пошта.

Мени

Споделете со пријателите