Ziyosfera

Epigenetika

Эпигенетик механизмлар.

Эпигенетика — ДНК кетма-кетлигини ўзгартирмаган ҳолда генлар экспрессиясида юз берадиган ўзгаришларни ўрганувчи соҳа[1]. Эпигенетика сўзидаги грекча эпи- (ἐπι- „устида, ташқарисида, атрофида“) қўшимчаси анъанавий ДНК кетма-кетлигига асосланган ирсият механизмидан „ташқари“ ёки унга „қўшимча“ бўлган хусусиятларни англатади[2]. Эпигенетика, одатда, ҳужайра бўлиниши жараёнида сақланиб қоладиган ва генлар экспрессиясининг бошқарилишига таъсир кўрсатадиган ўзгаришларни ўз ичига олади[3]. Ҳужайравий ва физиологик белгилардаги бундай таъсирлар атроф-муҳит омиллари натижасида юзага келиши ёки нормал ривожланишнинг бир қисми бўлиши мумкин.

Ушбу термин, шунингдек, мазкур ўзгаришлар ортида турган механизмга, яъни нуклеотидлар кетма-кетлигида мутациялар содир этмасдан, геномда юз берадиган функсионал ўзгаришларга ҳам тегишлидир. Бундай ўзгаришларни келтириб чиқарувчи механизмларга ДНК метилланиши ва гистон модификацияси мисол бўла олади. Уларнинг ҳар бири асосий ДНК кетма-кетлигини ўзгартирмасдан, генларнинг намоён бўлиш тартибини ўзгартиради[4]. Бундан ташқари, кодламайдиган РНК кетма-кетликлари ҳам генлар экспрессиясини бошқаришда асосий рол ўйнаши исботланган[5]. Генлар экспрессияси ДНКнинг сусайтирувчи (сайленсер) ҳудудларига бирикувчи репрессор оқсиллар ёрдамида назорат қилиниши мумкин. Бундай эпигенетик ўзгаришлар ҳужайранинг бутун ҳаёти давомида бўлинишлар орқали сақланиб қолиши, шунингдек, организмнинг ДНК кетма-кетлигида ўзгаришлар бўлмаса-да, бир неча авлод давомида давом этиши мумкин[6]. Бунинг ўрнига, ногенетик омиллар организм генларининг „ўзини турлича тутиши“га (ёки намоён бўлишига) сабаб бўлади[7].

Эвкалиотлар биологиясида эпигенетик ўзгаришларга ёрқин мисол сифатида ҳужайралар дифференсиацияси жараёнини кўрсатиш мумкин. Морфогенез давомида тотипотент ўзак ҳужайралари эмбрионнинг турли хил плурипотент ҳужайра линияларига айланади, улар эса ўз навбатида тўлиқ ихтисослашган ҳужайраларга айланади. Бошқача айтганда, ягона уруғланган тухум ҳужайра — зигота — бўлинишда давом этар экан, ҳосил бўлган қиз ҳужайралар айрим генларни фаоллаштириш ва бошқаларининг экспрессиясини тормозлаш орқали организмдаги турли ҳужайра турларига, жумладан, нейронлар, мушак ҳужайралари, эпителийлар, қон томирларининг эндотелийлари ва бошқаларга айланади[8].

Таърифлар

Нашр этилган йил бўйича эпигенетика атамасини ўз ичига олган патент оилалари ва патентга кирмайдиган ҳужжатлар сони.

Эпигенез атамаси ХВИИ асрдан бери инглиз тилида „қўшимча ўсиш“ деган умумий маънода қўлланилиб келмоқда[9]. Илмий нашрларда эпигенетика термини 1930-йиллардан бошлаб кўрина бошлаган бўлса-да, унинг замонавий маъноси фақат 1990-йилларга келиб шаклланди[10].

2008-йилда Cолд Спринг Ҳарбор конференсиясида эпигенетик белги тушунчасига қуйидагича таъриф берилди[11]: „ДНК кетма-кетлигини ўзгартирмасдан, хромосомадаги ўзгаришлар натижасида юзага келадиган барқарор ирсий фенотип“. Шунга қарамай, ирсий бўлмаган белгиларни ҳам ўз ичига олувчи муқобил таърифлар ҳали ҳам кенг қўлланилмоқда[12].

Wаддингтон канализацияси, 1940-йиллар

Хромосомалар экспрессиясига таъсир қилувчи эпигенетик ўзгаришлар ҳақидаги гипотеза рус биологи Николай Колсов томонидан илгари сурилган эди[13]. Британиялик эмбриолог C. Ҳ. Wаддингтон 1942-йилда „эпигенез“ тушунчасига таяниб, Валентин Ҳаэcкернинг „феногенетика“ (Пҳäногенетик) терминига параллел равишда „эпигенетика“ терминини фанга киритди[14]. Ўша давр биологияси контекстида эпигенез эмбрионал ривожланиш жараёнида ҳужайраларнинг дастлабки тотипотент ҳолатидан дифференсиация бўлишини англатарди[15].

Wаддингтон бу терминни киритган пайтда генларнинг физик табиати ва уларнинг ирсиятдаги роли ҳали маълум эмас эди. У бу тушунчадан генетик компонентларнинг фенотипни шакллантиришда атроф-муҳит билан қандай ўзаро таъсир қилиши ҳақидаги консептуал модел сифатида фойдаланган. У биологик ривожланиш учун метафора сифатида „эпигенетик ландшафт“ иборасини қўллади. Wаддингтоннинг фикрича, ҳужайра тақдири ривожланиш жараёнида у „канализация“ деб атаган жараён орқали белгиланади. Бу худди мармар шарчасининг энг паст нуқтага қараб думалаб тушишига ўхшайди[16]. Wаддингтон ҳужайра тури дифференсиациясининг ортга қайтмас даражада кучайиб боришини шарчалар (ҳужайралар аналоги) ҳаракатланадиган водийлар орасида кўтарилиб турган қирралар сифатида тасвирлашни таклиф қилди[17].

Сўнгги вақтларда Wаддингтоннинг эпигенетик ландшафт ҳақидаги тушунчаси ҳужайра тақдирини ўрганишда тизимли динамика ёндашуви контекстида қатъий шакллантирилди[18][19]. Ҳужайра тақдирини аниқлаш муайян динамикаларни, масалан, аттрактор-конвергенсия (аттрактор мувозанат нуқтаси, чекли сикл ёки ноодатий аттрактор бўлиши мумкин) ёки оссилятор динамикани намоён қилиши башорат қилинмоқда[19].

Яна қаранг

Манбалар

  1. ↑ "Эпигенетиcс: дефинитион, мечанисмс анд cлиниcал перспеcтиве". Семинарс ин Репродуcтиве Медиcине 27 (5): 351–7. Септембер 2009. дои:10.1055/с-0029-1237423. ПМИД 19711245. ПМC 2791696. //www.пубмедcентрал.ниҳ.гов/артиcлерендер.фcги?тоол=пмcентрез&артид=2791696. "Ин тҳе оригинал сенсе оф тҳис дефинитион, эпигенетиcс реферред то алл молеcулар патҳwайс модулатинг тҳе эхпрессион оф а генотйпе инто а партиcулар пҳенотйпе. Овер тҳе фоллоwинг еарс, wитҳ тҳе рапид гроwтҳ оф генетиcс, тҳе меанинг оф тҳе wорд ҳас градуаллй нарроwед. Эпигенетиcс ҳас беэн дефинед анд тодай ис генераллй аccептед ас 'тҳе студй оф чангес ин гене фунcтион тҳат аре митотиcаллй анд/ор меиотиcаллй ҳеритабле анд тҳат до нот энтаил а чанге ин ДНА сеқуэнcе.'" 
  2. ↑ „Беwаре тҳе псеудо гене гениэс“. Тҳе Гуардиан (2015-йил 19-июл).
  3. ↑ "Wҳат до ёу меан, "эпигенетиc"?". Генетиcс 199 (4): 887–896. Април 2015. дои:10.1534/генетиcс.114.173492. ПМИД 25855649. ПМC 4391566. //www.пубмедcентрал.ниҳ.гов/артиcлерендер.фcги?тоол=пмcентрез&артид=4391566. 
  4. ↑ "Эпигенетиc модифиcатионс ин cанcер". Cлиниcал Генетиcс 81 (4): 303–311. Април 2012. дои:10.1111/ж.1399-0004.2011.01809.х. ПМИД 22082348. ПМC 3590802. //www.пубмедcентрал.ниҳ.гов/артиcлерендер.фcги?тоол=пмcентрез&артид=3590802. 
  5. ↑ "Тҳе Импортанcе оф нcРНАс ас Эпигенетиc Мечанисмс ин Пҳенотйпиc Вариатион анд Органиc Эволутион". Фронтиэрс ин Миcробиологй 8. 2017. дои:10.3389/фмиcб.2017.02483. ПМИД 29312192. ПМC 5744636. //www.пубмедcентрал.ниҳ.гов/артиcлерендер.фcги?тоол=пмcентрез&артид=5744636. 
  6. ↑ "Перcептионс оф эпигенетиcс". Натуре 447 (7143): 396–398. Май 2007. дои:10.1038/натуре05913. ПМИД 17522671. ҳттпс://арчиве.орг/детаилс/сим_натуре-ук_2007-05-24_447_7143/паге/396. 
  7. ↑ „Wҳат генес ремембер“ (2008-йил 1-май). 2008-йил 1-майда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2012-йил 26-июл.
  8. ↑ "Стабилитй анд флехибилитй оф эпигенетиc гене регулатион ин маммалиан девелопмент". Натуре 447 (7143): 425–32. Май 2007. дои:10.1038/натуре05918. ПМИД 17522676. ҳттпс://арчиве.орг/детаилс/сим_натуре-ук_2007-05-24_447_7143/паге/424. 
  9. ↑ Охфорд Энглиш Диcтионарй: "Тҳе wорд ис усед бй W. Ҳарвей, Эхерcитатионес 1651, п. 148, анд ин тҳе Энглиш Анатомиcал Эхерcитатионс 1653, п. 272. Ит ис эхплаинед то меан 'партиум супер-эхориэнтиум аддитаментум', 'тҳе аддитамент оф парц буддинг оне оут оф анотҳер'."
  10. ↑ Тҳе Девелопинг Геноме: Ан Интродуcтион то Беҳавиорал Эпигенетиcс. Охфорд Университй Пресс, 2015. ИСБН 978-0-19-992235-2. [паге неэдед]
  11. ↑ "Ан оператионал дефинитион оф эпигенетиcс". Генес & Девелопмент 23 (7): 781–3. Април 2009. дои:10.1101/гад.1787609. ПМИД 19339683. ПМC 3959995. //www.пубмедcентрал.ниҳ.гов/артиcлерендер.фcги?тоол=пмcентрез&артид=3959995. 
  12. ↑ „Овервиэw“. НИҲ Роадмап Эпигеномиcс Прожеcт. 2019-йил 21-ноябрда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2013-йил 7-декабр.
  13. ↑ Моранге М. Ла тентативе де Николаи Колтзофф (Колцов) де лиэр гéнéтиқуэ, эмбрёлогиэ эт чимиэ пҳйсиқуэ, Ж. Биосcиэнcес. 2011. В. 36. П. 211-214
  14. ↑ "Тҳе эпигенотйпе". Эндеавоур 1: 18–20. 1942. ҳттпс://арчиве.орг/детаилс/сим_эндеавоур_1942-01_1_1/паге/18.  „Фор тҳе пурпосе оф а студй оф инҳеританcе, тҳе релатион бетwеэн пҳенотйпес анд генотйпес […] ис, фром а wидер биологиcал поинт оф виэw, оф cруcиал импортанcе, синcе ит ис тҳе кернел оф тҳе wҳоле проблем оф девелопмент.“
  15. ↑ Сеэ преформатионисм фор ҳисториcал баcкгроунд. Охфорд Энглиш Диcтионарй: „тҳе тҳеорй тҳат тҳе герм ис броугҳт инто эхистенcе (бй суccессиве аccретионс), анд нот мерелй девелопед, ин тҳе проcесс оф репродуcтион. […] Тҳе оппосите тҳеорй wас формерлй кноwн ас тҳе 'тҳеорй оф эволутионъ; то авоид тҳе амбигуитй оф тҳис наме, ит ис ноw спокен оф чиэфлй ас тҳе 'тҳеорй оф преформатионъ, сометимес ас тҳат оф 'энcасементъ ор 'эмбоîтементъ.“
  16. ↑ Тҳе Эпигенетиcс оф Бирдс. Cамбридге Университй Пресс, 2014. ИСБН 978-1-107-44047-0. [паге неэдед]
  17. ↑ "Ин сеарч оф эволутионарй девелопментал мечанисмс: тҳе 30-еар гап бетwеэн 1944 анд 1974". Жоурнал оф Эхпериментал Зоологй Парт Б: Молеcулар анд Девелопментал Эволутион 302 (1): 5–18. Жануарй 2004. дои:10.1002/жез.б.20002. ПМИД 14760651. 
  18. ↑ "Флорал морпҳогенесис: сточастиc эхплоратионс оф а гене нетwорк эпигенетиc ландсcапе". ПЛОС ОНЕ 3 (11). 3 Новембер 2008. дои:10.1371/жоурнал.поне.0003626. ПМИД 18978941. ПМC 2572848. //www.пубмедcентрал.ниҳ.гов/артиcлерендер.фcги?тоол=пмcентрез&артид=2572848. 
  19. ↑ 19,0 19,1 "Бранчинг анд осcиллатионс ин тҳе эпигенетиc ландсcапе оф cелл-фате детерминатион". Прогресс ин Биопҳйсиcс анд Молеcулар Биологй 117 (2–3): 240–249. Марч 2015. дои:10.1016/ж.пбиомолбио.2015.01.006. ПМИД 25641423. 

Қўшимча ўқиш учун

  • "Нот реаллй идентиcал: эпигенетиc дифференcес ин монозйготиc тwинс анд имплиcатионс фор тwин студиэс ин псйчиатрй". Америcан Жоурнал оф Медиcал Генетиcс. Парт C, Семинарс ин Медиcал Генетиcс 151C (2): 136–41. Май 2009. дои:10.1002/ажмг.c.30206. ПМИД 19378334. 
  • „Wҳат ис Эпигенетиcс?“. Cентерс фор Дисеасе Cонтрол анд Превентион (2022-йил 15-август). Қаралди: 2023-йил 11-сентябр.

Ҳаволалар

Викиомборда „Эпигенетика“ мавзуси бўйича медиафайллар бор. 
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Epigenetika" dan olindi