генетичното

Не би ли било интересно, ако можем да „тренираме“ гените си по начина, по който тренират атлетите в подготовка за игра? Последните проучвания в епигенетиката показват, че телата ни използват механизми за ускоряване, забавяне или дори изключване на експресията на определени гени.

За да помислим за епигенетиката, нека първо разгледаме основите на генетиката: ДНК и гени. Редът на нуклеотидните "букви", които изграждат ДНК, кодира гените, които определят какво правят клетките и в крайна сметка ръководят състава на целия организъм. Но това обяснение на генетиката е твърде опростено. ДНК последователността на организма е само един фактор, влияещ върху физическите характеристики на неговото или неговото потомство. Свивайки се до структурата на ДНК, други фактори променят начина на съхранение и наследяване на ДНК. Тези външни влияния се наричат ​​епигенетика.

Какво е епигенетика?

Епигенетиката допринася за явления на всички нива, от това защо еднояйчните близнаци имат различни характеристики до защо имаме различни видове клетки (например кожни клетки, нервни клетки, клетки, които формират нашата имунна система, и клетки, които получават светлина, за да ни помогнат да видим). Всички тези клетки имат една и съща ДНК. Той просто се съхранява и маркира по различен начин.

Епигенетиката (epi: над, отгоре; както в, над или над ДНК последователността) обикновено се отнася до промени в структурата на хроматина. Дългата верига на ДНК се увива около протеини, след това се навива и организира и обвива отново, за да образува хромозома. Хроматинът е „преждата“ - съставена от ДНК веригата и протеините, с които се увива - която плете заедно, за да произведе цял хромозомен „шал“.

Епигенетичните промени са промени в структурата на този хроматин, което кара клетъчната машина за експресия на гени да чете ДНК кода по различен начин. ДНК и нейните протеини могат да бъдат маркирани, така че да се четат по-малко, да се пакетират и изобщо да не се четат или да се модифицират, така че клетъчната техника да чете ДНК по-често.

Структурата на хроматина влияе върху това как клетъчната ДНК произвежда продуктите на гена и тези структурни промени могат да бъдат наследени. Цялостното значение е, че промени, които не са в ДНК последователността, могат да бъдат предадени на бъдещи клетки и вероятно дори на потомство.

Как действа епигенетиката?

Сега, след като знаем какво е епигенетика, как се случва? И как ни влияе?

Структурните промени в хроматина могат да се определят от средата на организма. Факторите на околната среда сигнализират на клетките. Клетките реагират на тези външни влияния, като променят гените, които използва, в крайна сметка маркират различни гени и реорганизират хроматина.

Учените свързват някои видове рак с промени, причинени от гени, изразени твърде много или твърде малко. Диетата също може да повлияе на епигенетиката. Ако плъх е недохранван по време на бременност, неговото потомство вероятно ще развие затлъстяване, вероятно от епигенетични промени, които водят до „гладен” метаболизъм. Дори диетата на бащата може да предизвика епигенетично влияние върху потомството. Епигенетиката и околната среда са свързани по начини, които все още не са открити и които продължават да изненадват учените.

Епигенетичните модификации изключение или правило ли са?

Това е труден въпрос, но можем да кажем, че верният отговор е и двете. Въпреки че епигенетичните фактори могат да присъстват в клетките, те могат или не да имат ясен ефект върху организма. И все пак тези фактори все още могат драматично да повлияят на потомството на този организъм.

Неотдавнашно проучване върху придобити черти показва, че родителите, страдащи от диабет, имат по-голям шанс да произведат потомство, податливо на същото състояние поради епигенетични механизми. Дори нещо толкова безобидно като изпитването на миризма може не само да предизвика епигенетични промени, но може да предизвика същите промени и при потомството. Изследователи от звеното за молекулярна ембриология в Университетския колеж в Лондон откриват, че когато мъжките плъхове са били третирани с миризма, свързана с отрицателен опит, техните сперматозоиди съдържат обонятелни мембранни рецептори. След това сперматозоидите се програмират предварително да бъдат чувствителни към същата миризма, която родителят изпитва като отрицателна.

Може ли науката да използва епигенетика, за да създаде „перфектни“ хора и да изкорени генетичните заболявания?

Интересното при епигенетичната терапия е, че тя не влияе на информацията, съдържаща се в генома. С други думи, епигенетиката не е свързана с поправяне на грешен ген или с добавяне на нови чужди гени. Като се има предвид това, възможно е новите прозрения в епигенетиката да предоставят основна информация за генетични модификации.

Понастоящем изследователите тестват епигенетични лекарства за контрол на „опасните“ гени и въпреки че има надежда, че някои от тях ще ни помогнат да излекуваме болести, трябва да признаем някои факти:

  • Въпреки че тези лекарства могат да отслабят симптомите на определено заболяване, те не могат да излекуват генетични дефекти.
  • Не знаем много за възможните странични ефекти от дългосрочния прием на епигенетични лекарства.
  • Някои генетични заболявания са свързани с неправилното функциониране на множество гени и в тези случаи епигенетичният подход може да не е ефективен.

Как епигенетиката е свързана с еволюцията?

Според еволюционната теория организмите се променят с течение на времето благоприятни мутации, предавани от поколение на поколение. На практика еволюционната теория разчита на наследяването на променени гени.

Но от науката (епигенетика) знаем, че не всички признаци, предадени на следващото поколение, са резултат от генетични мутации. Казано по-просто, данните от експериментите са по-сложни от това, с което еволюционната теория може да се справи. Всъщност нито традиционните, нито съвременните еволюционни теории предлагат обяснение, което е едновременно логично и включва цялото ни разбиране за генетиката и епигенетиката.

Как епигенетиката е свързана с библейски мироглед?

За да придобиете по-добро усещане за нивото на сложност, за което говорим, представете си, че отивате в автокъща, за да закупите превозно средство. Да предположим, че нямате представа кой модел искате да купите. Дилърът ви показва всичко - от MINI Coopers до F-250. Сравнете този сорт с генетичното разнообразие между различни индивиди от един и същи вид.

Сега, да речем, че се задоволявате с луксозен автомобил от среден размер и дилърът ви показва опциите за надграждане за този конкретен модел. Това второ ниво на персонализация в някои отношения е сравнима с епигенетиката. Това не променя модела на автомобила, но го прецизира според вашите вкусове и нужди.

Закупуването на автомобил е лесно в сравнение с биологичните системи. Не знаем как и защо организмите имат толкова сложни генетични програми. Но можем да осъзнаем огромната мъдрост при създаването на система, стабилна, но способна да адаптира следващото поколение, без да губи информация.

Нека разгледаме окончателна аналогия от „Мона Лиза“ от Леонардо да Винчи. Какво бихте казали, че е по-важно в този шедьовър, платното или боята? Кое е по-ценно? Наистина, стойността на Мона Лиза не е в нейните материални компоненти или в начина, по който ги е подредил Да Винчи. Стойността идва от творческия гений, който реализира страхотна идея.

По същия начин, всеки път, когато науката открие нов детайл в книгата на сътворението, всеки път, когато застанем със страхопочитание пред невероятната сложност на малко ново петно ​​върху платното на живота, нека си спомним, че изучаваме шедьовър, направен от Бог. Нека разпознаем и възхвалим мъдростта и съвършенството на Този, който ни плете заедно и държи целия свят в ръцете си.

Последен поглед върху епигенетиката

Болестта е прякото въздействие на Божието проклятие върху природата и генетичните аномалии - независимо дали говорим за структурно дефектен ген или лошо регулиран ген - попадат в тази категория. Трябва да бъдем съпричастни към тези, които страдат в резултат на тези болести, и да им предложим надежда, тъй като дори в тази изкривена версия на съвършеното творение на Бог, Бог ни включи в Своя спасителен план.

Бог ни е наредил да пазим и подчиняваме природата и да се грижим за нашите ближни. Въпреки това, докато разглеждаме фантастичните постижения и постижения на науката, трябва да размишляваме върху границите, които Бог поставя пред духовния мандат на науката. Днес ние притежаваме технологията за „подобряване“ на човешката раса чрез генетичен подбор и модификация. Но това наистина ли е част от нашия мандат? Различни пасажи в Библията учат, че Бог ни познава и формира в утробата на майка ни. С други думи, Той е създателят на нашата най-дълбока идентичност. И така, как нашите гени са част от нашата идентичност и ги променя заради борбата с проклятието в рамките на нашия „изкуплен авторитет“?

Храна за размисъл, храна за дискусия и храна за бъдещи статии.

Тази статия е съавтор на студентката Кристина Рос и професорът по биология Винченцо Антиняни.

Д-р Винченцо Антиняни е едновременно изследовател и професор. В момента той преподава курсове по биология в BJU и е публикуван в научни списания.

Подобни публикации

Генетичната манипулация може да доведе до по-добра храна

Дали Адам и Ева бяха истински хора?

Най-доброто от нашите истории, доставено точно във вашата пощенска кутия.