Εισαγωγή
Σήμερα σε αυτό το άρθρο συζητάμε για τον ρόλο της επιγενετικής στην υγεία και τις ασθένειες . Αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν τις κυτταρικές διεργασίες και καθορίζουν εάν τα γονίδια είναι ενεργά ή ανενεργά, τα οποία έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην υγεία και τις ασθένειες. Η απόκτηση πληροφοριών σχετικά με την επιγενετική λειτουργεί με το συμπέρασμα, την αντιμετώπιση και τη θεραπεία πολλών ασθενειών. Κάτω από 10 κύρια θέματα, αυτό το άρθρο διερευνά την ικανότητα της επιγενετικής στην ευημερία και την ασθένεια.
1. Μια επισκόπηση της επιγενετικής
Ο όρος «επιγενετική» αναφέρεται σε κληρονομήσιμες αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση που δεν περιλαμβάνουν αλλαγές στην υποκείμενη αλληλουχία DNA. Η ερμηνεία των γονιδίων από τα κύτταρα και η επακόλουθη παραγωγή πρωτεΐνης μπορεί να επηρεαστεί από αυτές τις τροποποιήσεις. Η προσαρμογή ιστόνης, τα μη κωδικοποιητικά σωματίδια RNA και η μεθυλίωση του DNA είναι οι κύριοι κύκλοι του επιγενετικού ελέγχου.
Διάφορα στοιχεία, όπως αποφάσεις για τον τρόπο ζωής, φυσιολογικές συνθήκες και φυσικά σήματα, θα μπορούσαν να επηρεάσουν αυτούς τους κύκλους. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό, η επιγενετική προσφέρει μια συσχέτιση μεταξύ της ποιοτικής άρθρωσης και του κλίματος, αποκαλύπτοντας μια εικόνα για τους τρόπους με τους οποίους οι εξωτερικές επιπτώσεις μπορεί να επηρεάσουν τόσο την ευημερία όσο και την ασθένεια.
2. Ποιοτική άρθρωση και μεθυλίωση DNA
Μία από τις πιο διερευνημένες επιγενετικές αλλαγές είναι η μεθυλίωση του DNA. Περιλαμβάνει την προσθήκη της δέσμης μεθυλίου στο σωματίδιο DNA, γενικά σε βάσεις κυτοσίνης μέσα στη ρύθμιση ενός δινουκλεοτιδίου CpG. Αυτή η αλλαγή μπορεί να μειώσει την έκφραση ενός γονιδίου είτε εμποδίζοντας τους παράγοντες μεταγραφής να προσκολληθούν στη δομή της χρωματίνης είτε προσελκύοντας πρωτεΐνες που συμπιέζουν τη δομή της χρωματίνης και την καθιστούν λιγότερο προσβάσιμη για μεταγραφή. Τα διαφορικά σχέδια μεθυλίωσης του DNA έχουν συνδεθεί με διάφορες ασθένειες, όπως η κακοήθης ανάπτυξη, όπου τα ογκογονίδια μπορούν να ξεκινήσουν με υπομεθυλίωση και οι ιδιότητες του σιγαστήρα του καρκίνου μπορούν να καταλαγιάσουν με την υπερμεθυλίωση.
3. Σχεδιασμός χρωματίνης και Αλλαγή ιστόνης
Οι πρωτεΐνες που ονομάζονται ιστόνες περικλείουν το DNA για να δημιουργήσουν ένα σύμπλεγμα γνωστό ως χρωματίνη. Η ποιότητα της άρθρωσης και η κατασκευή της χρωματίνης μπορούν να αλλάξουν με μετα-μεταφραστικές αλλαγές των ιστονών, συμπεριλαμβανομένης της ακετυλίωσης, της μεθυλίωσης, της φωσφορυλίωσης και της ουβικουϊτινοποίησης.
Για παράδειγμα, η μεθυλίωση μπορεί είτε να ενεργοποιήσει είτε να περιορίσει την ποιοτική άρθρωση βασιζόμενη στα ακριβή αλλαγμένα αμινοξέα, αν και η ακετυλίωση των ουρών ιστόνης συχνά χαλαρώνει τη χρωματίνη, καθιστώντας την πιο ανοιχτή για καταγραφή. Οι διακοπές σχεδιασμού της αλλαγής ιστόνης έχουν συσχετιστεί με διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της κακοήθους ανάπτυξης και των νευρολογικών προβλημάτων.
4. Μη κωδικοποιητικά RNA και γονιδιακός κανονισμός Μη κωδικοποίηση
Τα RNA (ncRNAs) είναι απαραίτητα για τον έλεγχο της έκφρασης ορισμένων γονιδίων επειδή δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Αυτά περιλαμβάνουν microRNA, μακρά μη κωδικοποιητικά RNA (lncRNAs) και μικρά παρεμβαλλόμενα RNA (siRNAs). Τα courier RNA (mRNAs) μπορούν να περιοριστούν από miRNAs, τα οποία στη συνέχεια, σε εκείνο το σημείο, είτε στοχεύουν είτε εμποδίζουν τα mRNA να μετατραπούν σε πρωτεΐνες.
Με την άμεση προσάρτηση σε σωματίδια DNA ή RNA ή με σύνδεση με πρωτεΐνες που αλλάζουν τη χρωματίνη, τα lncRNA μπορούν να αλλάξουν τη δήλωση των ποιοτήτων. Διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της κακοήθους ανάπτυξης, της στεφανιαίας νόσου και των νευρολογικών προβλημάτων, έχουν συνδεθεί με την απορρύθμιση του ncRNA.
5. Κατά την ανάπτυξη,
Οι επιγενετικοί μηχανισμοί επιτρέπουν στα βλαστοκύτταρα να διαφοροποιούνται σε μια ποικιλία εξειδικευμένων τύπων κυττάρων, παρά το γεγονός ότι όλα τα κύτταρα έχουν τον ίδιο γενετικό κώδικα. Ορισμένα ποιοτικά σετ που αναμένονται για τη βελτίωση των ιστών και των οργάνων ενεργοποιούνται και καταπνίγονται υπό το φως των επιγενετικών δεικτών. Οι εγγενείς ανωμαλίες και οι διαμορφωτικές ασθένειες μπορεί να προκύψουν από βλάβες σε αυτά τα πλαίσια. Η αποτύπωση ασθενειών όπως τα σύνδρομα Prader-Willi και Angelman, για παράδειγμα, μπορεί να προκύψει από ακούσιες επιγενετικές αλλαγές που προκαλούνται από εσφαλμένη γονιδιακή έκφραση με βάση την προέλευση του γονέα.
6. Η Επίδραση του Κλίματος στην Επιγενετική
Τα οικολογικά στοιχεία μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τις επιγενετικές τροποποιήσεις. Αυτές οι μεταβλητές ενσωματώνουν την πίεση, την πραγματική δραστηριότητα, το άνοιγμα σε μολύνσεις και τα τρόφιμα. Τα θρεπτικά συστατικά Β12 και Β6, για παράδειγμα, και μέταλλα όπως το φυλλικό οξύ είναι θεμελιώδη για τη μεταβολική οδό ενός άνθρακα, η οποία δίνει συγκεντρώσεις μεθυλίου στη μεθυλίωση του DNA. Τα δηλητήρια από το κλίμα, παρόμοια με την ατμοσφαιρική μόλυνση και τον καπνό του τσιγάρου, μπορούν να αλλάξουν το DNA με τρόπο που προάγει τη βελτίωση της ασθένειας.
Η δημιουργία τρόπου ζωής και των μέτρων θεραπείας για τη μείωση των καταστροφικών επιρροών στην ευημερία γίνεται πιο απλή με την κατανόηση αυτών των συσχετίσεων.
7. Επιγενετική Υγείας και Νοσημάτων
Ένα από τα πιο διερευνημένα θέματα στην επιγενετική είναι η κακοήθης ανάπτυξη. Η ογκογένεση επηρεάζεται θεμελιωδώς από επιγενετικές προσαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των αλλοιώσεων ιστόνης, της μεθυλίωσης του DNA και των αλλαγών στην άρθρωση του ncRNA. Αυτές οι τροποποιήσεις μπορεί να επιφέρουν την απενεργοποίηση των ιδιοτήτων του σιγαστήρα ανάπτυξης, την ενεργοποίηση ογκογονιδίων και αλλαγές σύμφωνα με τις τηλεφωνικές οδούς που χορηγούν μετάσταση, απόπτωση και κυτταρική διαίρεση. Η εστίαση στις επιγενετικές αλλαγές μπορεί να είναι επανορθωτικά πολύτιμη.
Οι αναστολείς της μεθυλοτρανσφεράσης του DNA και οι αναστολείς της αποακετυλάσης της ιστόνης είναι δύο παραδείγματα επιγενετικών φαρμάκων που μελετώνται ως πιθανές θεραπείες για τον καρκίνο.
8. Νευροεκφυλιστικές ασθένειες και επιγενετική
Οι νευροεκφυλιστικές παθήσεις όπως το Αλτσχάιμερ, το Πάρκινσον και το Χάντινγκτον συνδέονται επιπλέον με επιγενετικές οδούς. Η δήλωση των θεμελιωδών ιδιοτήτων για την αντοχή και την εργασία των νευρώνων μπορεί να επηρεαστεί από αλλαγές στις αλλαγές ιστόνης και τη μεθυλίωση του DNA. Για παράδειγμα, η νόσος του Αλτσχάιμερ σχετίζεται με την υπερμεθυλίωση ιδιοτήτων που συνδέονται με τη συναπτική ευελιξία και την ανάπτυξη της μνήμης. Με την κατανόηση της επιγενετικής περιοχής αυτών των περιστάσεων, μπορεί να δημιουργηθούν νέοι στόχοι αποκατάστασης και συμπτωματικοί δείκτες για την αναβολή ή την αποτροπή του νευροεκφυλισμού.
9. Καρδιαγγειακές παθήσεις και επιγενετική
Οι επιγενετικές αλλαγές επηρεάζουν τη δήλωση ιδιοτήτων που συνδέονται με την αγγειακή επιστήμη και την ικανότητα της καρδιάς, προσθέτοντας στη συνέχεια στην πρόοδο των καρδιαγγειακών παθήσεων (CVD). Για παράδειγμα, οι προσαρμογές στη μεθυλίωση του DNA έχουν συνδεθεί με την καρδιαγγειακή κατάρρευση, την υπέρταση και την αθηροσκλήρωση. Επίσης, τα ncRNA και οι αλλαγές ιστόνης ελέγχουν την ενδοθηλιακή ικανότητα, την πέψη των λιπιδίων και την επιδείνωση – όλοι οι βασικοί κύκλοι στην πρόοδο της καρδιαγγειακής νόσου. Οι επιγενετικοί βιοδείκτες μελετώνται για την ικανότητά τους να προβλέπουν τον καρδιαγγειακό κίνδυνο και την άμεση εξατομικευμένη θεραπεία.
10. Επικείμενες διαδρομές και ανάκτηση Ανοιχτές πόρτες
Η επιγενετική μπορεί ενδεχομένως να βοηθήσει στην κατανόηση της ανθρώπινης επιστήμης και της ασθένειας αργότερα. Η περαιτέρω εξέταση αναμένεται να αποκαλύψει νέα επιγενετικά μονοπάτια και τις δυνατότητές τους τόσο στην ευημερία όσο και στην ασθένεια. Πιο ακριβής και προσεκτική εξέταση θα είναι κατανοητή με τη βελτίωση των εξελίξεων αιχμής όπως η επιγενετική αλλαγή με βάση το CRISPR και η επιγονιδιωματική μονοκυττάρων. Ως πιθανές θεραπείες για ένα ευρύ φάσμα ασθενειών, οι επιγενετικές θεραπείες γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς λόγω της ικανότητάς τους να διορθώνουν ανώμαλες επιγενετικές αλλοιώσεις. Χρησιμοποιώντας ενδιαφέροντα επιγενετικά προφίλ, προσαρμοσμένες κλινικές στρατηγικές μπορούν πιθανώς να αλλάξουν την αποφυγή της νόσου, τον προσδιορισμό και τη θεραπεία, δουλεύοντας επιτέλους σε αθόρυβα αποτελέσματα.
Τελικές λέξεις
Ο ρόλος της επιγενετικής στην υγεία και τις ασθένειες Γεφυρώνοντας το χάσμα μεταξύ περιβάλλοντος και γονιδίων, η επιγενετική είναι ζωτικής σημασίας τόσο για την υγεία όσο και για τις ασθένειες. Η απόκτηση κατανόησης των περιπλοκών της επιγενετικής κατευθυντήριας γραμμής μπορεί να οδηγήσει σε νέες θεραπευτικές διαδικασίες καθώς και νέα κομμάτια γνώσης στα στοιχεία πίσω από διαφορετικά κλινικά ζητήματα. Καθώς αναπτύσσεται αυτό το πεδίο έρευνας, υπάρχει ακόμα ένα τεράστιο δυναμικό βελτίωσης της ανθρώπινης υγείας μέσω της χρήσης επιγενετικών μεθόδων.