Эпигенетика

1.

Санкт-Петербургский государственный
педиатрический медицинский университет
ЭПИГЕНЕТИКА
Выполнил:
Студент 113 группы
Павел Сухопаров

2.

ЭПИГЕНЕТИКА
- Это область генетики, изучающая
механизмы наследственности и
изменчивости, в основе которых НЕ
лежит изменение первичной
последовательности ДНК и РНК.
- Термин «эпигенетика» появился в
40-х годах XX в.
- Геном всех клеток организма
одинаков, но при этом клетки
тканей значительно отличаются
друг от друга.
- Процессы, управляющие
программой развития в клетках
называются эпигенетическими

3.

СПОСОБЫ РЕГУЛЯЦИИ РАБОТЫ
ГЕНОВ
• Регуляция работы генов на уровне транскрипции
(метилирование цитозина)
• Регуляция работы генов на уровне трансляции (синтез
микроРНК)
• Модификация гистонов
Сочетание сигналов внешней и внутренней среды
обуславливает реализацию наследственной информации

4.

«ГЕНЕТИКА ПРЕДПОЛАГАЕТ, А ЭПИГЕНЕТИКА
РАСПОЛАГАЕТ»
ПИТЕР МЕДАВАР
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
• Как правило необратимые
(мутации)
• Изменения первичной структуры
ДНК
• Стабильно наследуемые
ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ
• Как правило обратимые
• Не создают изменений первичной
структуры ДНК
• Бывают долговременные и
кратковременные
• Множество взаимосвязанных
механизмов

5.

6.

МЕТИЛИРОВАНИЕ ДНК
Является наиболее изученным механизмом
эпигенетической регуляции (с конца 90х
годов).
Заключается в добавлении метильной группы
(одного атома углерода и трех атомов
водорода, —CH3) к цитозиновым основаниям
ДНК, находящимся в составе CpG-динуклеотида
Степень метилирования цитозина напрямую
влияет на экспрессию генов позвоночных.
• Гиперметилирование снижает генную экспрессию или же вообще выключает ген
• Гипометилирование напротив активирует ген

7.

Гены «домашнего хозяйства» (белковые продукты обслуживают р-ции обмена). Активны во
всех тканях – всегда гипометилированы
Гены регуляторных белков всегда гипометилированы
Гены «роскошного синтеза» (тканеспецифичные) молчат весь период эмбрионального
развития во всех клетках, кроме одной, в которой активны - гиперметилированы

8.

В 2003 году американские ученые из Дюкского
университета Р. Джиртл и Р. Уотерленд провели
эксперимент с беременными трансгенными мышами
агути (yellow agouti (Avy) mouse), которые имели
желтую шерсть и предрасположенность к
ожирению. Они добавляли в корм мышам
фолиевую кислоту, витамин В12, холин и метионин.
В результате этого появилось нормальное
потомство без отклонений. Пищевые факторы,
выступавшие донорами метильных групп, путем
метилирования ДНК нейтрализовали
ген, вызывавший отклонения.
Причем воздействие диеты сохранялось
и в нескольких последующих поколениях:
детеныши мышей агути, родившиеся нормальными
благодаря пищевым добавкам, и сами рожали
нормальных мышей. Хотя питание у них было уже
обычное, не обогащенное метильными группами.
Видно, как происходит изменение в окрасе шерсти
детенышей в зависимости от приема матерью
доноров метильных групп — фолиевой кислоты,
витамина В12, холина и метионина.

9.

ГИСТОНЫ
• Гистоны – белки, на которые накручивается нить
ДНК при её упаковке в состав хромосом.
• Гистоны сильно влияют на возможности
транскрипции информации с ДНК, поскольку
модификации гистонов могут приводить к
активации или же к подавлению активности
определенных генов.
• Некоторые гистоны могут повышать вероятность
метилирования близлежащей ДНК.

10.

РНК ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ
• Суть механизма регуляции синтеза белка заключается в разрушении мРНК и
работе генов «вхолостую»
• Микро РНК комплементарно соединяется с участком m мРНК и ингибирует
трансляцию

11.

Клетки обладают памятью. Они помнят не только то, что вы обычно едите на завтрак, но и чем
питались во время беременности ваши мама и бабушка. Клетки хорошо помнят, занимаетесь ли
вы спортом и как часто употребляете алкоголь. Память клеток хранит в себе ваши встречи
с вирусами и то, насколько сильно вас любили в детстве. Клеточная память решает, будете ли
вы склонны к ожирению и депрессиям. И во многом благодаря клеточной памяти мы отличаемся
от шимпанзе, хотя имеем с ним примерно одинаковый состав генома. Эту удивительную
особенность наших клеток помогла понять наука эпигенетика.

12.

13.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ