Епігенетика та довкілля Що передається у спадок

Ми передаємо лише гени своїм дітям - або також інформацію про навколишнє середовище? Епігенетика розхитує доктринальну думку.

довкілля

Успадкування ознак без зміни генетичного складу - чи можливо це? У випадку з рослинами та безхребетними відповідь є однозначною: навколишнє середовище має очевидний вплив на генетичну інформацію. Так звані епігенетичні механізми забезпечують форму успадкування, яку неможливо пояснити класичною генетикою. У випадку ссавців - а отже і людей - питання залишається відкритим.

Епігенетика та спадковість

Голландська голодна зима

Діти, народжені в голландську голодну зиму 1944/45 рр., Як правило, мають надлишкову вагу 1. Мешканці північношведського села жили довше, якщо їхні діди мали мало їсти, коли вони були молодими 2. Логічний висновок: оточення дідів та батьків впливає на здоров’я дітей та онуків.

Як ви це пояснюєте? Звичайно, не за допомогою класичної генної моделі: гени формуються поетапно через еволюцію, і тому їм потрібно більше одного покоління або два, щоб реагувати на зміну навколишнього середовища.

Тим не менше, подразники навколишнього середовища можуть негайно втручатися в генетичний склад - через хімічні зміни в ДНК або білках, які прилипають до ДНК. Послідовність будівельних блоків ДНК не змінюється, план білків та ферментів залишається незмінним.

Більше, ніж просто спадщина

Натомість активність генів змінюється: вона збільшується або зменшується, а в деяких випадках гени навіть повністю вмикаються або вимикаються. Ці процеси - які відбуваються незалежно від класичної генетики - зайняті Епігенетика (епі, гр. на, понад).

Ці хімічні зміни в геномі - так звані епігенетичні маркери - створюють новий рівень інформації: Клітини організму отримують вказівки щодо того, які гени вони повинні вмикати, коли і де. Нервові, м'язові та клітини крові несуть один і той же геном, але епігенетичні маркери різні - клітини розвиваються по-різному і виконують іншу функцію.

Іноді ці епігенетичні позначення передаються від одного покоління до наступного. Рослини кукурудзи спонтанно змінюють свій колір 3, а у деяких мишей колір шерсті потомства залежить від того, яку їжу давали матері 5. Перелом у хвості також може передаватися у спадок 5. А матері-щури, які переживають стрес, дають тривожне потомство 5. У жодному з цих випадків змін у геномі - тобто в послідовності будівельних блоків ДНК - не спостерігалося.

З покоління в покоління

Але чи це насправді спадщина? Плід не повністю ізольований, коли він розвивається в утробі матері: будь-який стимул навколишнього середовища, що впливає на матір, також впливає на плід. І оскільки статеві клітини розвиваються дуже рано у плода, стимул навколишнього середовища також впливає на них - таким чином, наступне, друге покоління може бути безпосередньо порушено (див. Ілюстрацію). І в такому випадку не можна говорити про спадщину.

Тож ви повинні точно розрізнити - епігенетичне успадкування (передача від матері до дитини) та епігенетичні ефекти між поколіннями (імпринтинг плода в утробі матері). Щоб бути впевненим, що існує епігенетичне успадкування, успадкована ознака все одно повинна бути видно в третьому поколінні.

Повертаючись до прикладів вище: У кукурудзи насправді існує епігенетичне успадкування, ефект все-таки настає через кілька поколінь. Однак тривожне потомство матері, що перебуває у стресовому стані, закарбовується в утробі матері - наступне покоління знову поводиться нормально 5 .

Колір шерсті та форма хвоста миші явно успадковуються епігенетично, але за допомогою сторонньої допомоги. Чужорідний елемент ДНК вкрався в регуляцію цих генів, залишок старої вірусної інфекції. Цей так званий ретротранспозон утворює перемикач, який регулює активність гена. Клітини миші все ще розпізнають вірус у ретротранспозоні і намагаються вимкнути елемент ДНК - розміщуючи на ньому епігенетичні маркери 5 .

Спадковість та подразники навколишнього середовища

Успадкування кольору шерсті та форми хвоста - це не спроба пристосуватися до зміненого середовища - і, отже, не еволюційний процес - а просто побічний продукт, який намагається захистити себе від вірусу.

Епігенетичне успадкування у людини?

Ситуація з людьми ще більш складна. Поки що немає досліджень, які б чітко демонстрували спадкування до третього покоління. І навіть якби це було, важко було б довести епігенетичний вплив: тварин можна схрещувати та маніпулювати ними контрольовано, але це неможливо з людьми. Отже, дослідження людини не можна проводити таким чином, щоб можна було достовірно розрізнити епігенетичне успадкування та епігенетичні ефекти.

Тож поки невідомо, чи трапляється епігенетичне успадкування і у людей. Однак це здається досить малоймовірним, оскільки у всіх ссавців існує суворе розділення між клітинами тіла та статевими клітинами. Клітини організму реагують на подразники навколишнього середовища, але не можуть передати цю інформацію нащадкам - це можуть зробити лише статеві клітини.

А у випадку із статевими клітинами майже всі епігенетичні маркери обережно видаляються - вже на ранніх стадіях розвитку ембріона та двома різними хвилями. Рослини не знають ні цього суворого розділення, ні двох хвиль очищення: ось чому епігенетичне успадкування серед них набагато частіше.

Для людей застосовується наступне: епігенетичний імпринт, безумовно, так, епігенетичне успадкування швидше ні. Спадщина за теорією Ламарка не відбувається, історію людської еволюції переписувати не потрібно - якщо епігенетика не має інших сюрпризів.

«Знаючий вступ до дивовижних просторів епігенетики» Дзеркало

Епігенетика та спадковість

Визначення епігенетики

Дослідження молекул та механізмів, які можуть стійко підтримувати альтернативні стани генної активності в контексті тієї самої послідовності ДНК 6 .

Будова геному

  • Хромосоми та більше хроматину.
  • Ген - застаріле поняття? більше.
  • Більше не кодує ДНК.
  • Геном як РНК-машина більше.
  • Проект ENCODE докладніше.
  • Генетичний код більше.
  • Еволюція генетичного коду більше.
  • Однонуклеотидний поліморфізм (SNP) більше.

корисна інформація

  • Секс і гени більше.
  • Генні ножиці більше ріжуть генетичний матеріал.
  • CRISPR/Cas9 більше.
  • Більше гонки за геном людини.

Епігенетика

  • Гени мають ще одну пам’ять.
  • Епігенетика та довкілля більше.
  • Що передається у спадок? більше.
  • Ламарк мав (частково) трохи більше.

в ‡ ’Будова геному

  • Хромосоми та більше хроматину.
  • Ген - застаріле поняття? більше.
  • Більше не кодує ДНК.
  • Геном як РНК-машина більше.
  • Проект ENCODE докладніше.
  • Генетичний код більше.
  • Еволюція генетичного коду більше.
  • Однонуклеотидний поліморфізм (SNP) більше.

  • Секс і гени більше.
  • Генні ножиці більше ріжуть генетичний матеріал.
  • CRISPR/Cas9 більше.
  • Більше гонки за геном людини.

  • Гени мають ще одну пам’ять.
  • Епігенетика та довкілля більше.
  • Що передається у спадок? більше.
  • Ламарк мав (частково) трохи більше.

Спадковість та екологічні стимули

целюлоза - блог

21 листопада 2020 р
Контроль над генним диском
Дослідники розробляють два генетичні елементи, призначені для зупинки генних драйвів після випуску.
більше.

Короткий і солодкий

  • Середовище може впливати на геном - за допомогою так званих епігенетичних маркерів
  • у рослин та безхребетних епігенетичні маркери можуть передаватися у спадок
  • епігенетичні маркери рідко успадковуються у ссавців
  • Частіше спостерігаються епігенетичні ефекти між поколіннями - імпринтинг плода в утробі матері

Цей веб-сайт використовує файли cookie для покращення вмісту та зручності роботи користувачів. інформація