در مطلب قبلی در مورد آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) صحبت کردیم. در این مطلب از دایا اکسیر که خرید آنلاین مواد شیمیایی آزمایشگاهی را انجام میدهد، می خواهیم موضوع اپی ژنتیک را بررسی کنیم. اپی‌ژنتیک مطالعه اختلافات سلولی و فیزیولوژیکی است که بوسیله تغییر در توالی DNA ایجاد نمی‌شود، بلکه اپی‌ ژنتیک اصولاً مطالعه عوامل خارجی یا محیطی است که باعث روشن یا خاموش شدن ژن‌ها می‌ شود و بر روی چگونگی خوانده‌ شدن ژن‌ها اثر می‌گذارد.

مطلب اپی ژنتیک را می توانید به صورت فایل صوتی نیز گوش دهید.

 

اپی‌ ژنتیک چیست؟

 

اپی‌ ژنتیک چیست؟ دایا اکسیر

 

ژن های شما نقش مهمی در سلامتی شما دارند، اما رفتارها و محیط زندگی شما مانند آنچه می خورید و میزان فعالیت بدنی شما نیز بسیار تاثیر گذارند. اپی ژنتیک مطالعه چگونگی تاثیر رفتارها و محیط شما بر ایجاد تغییراتی که بر نحوه عملکرد ژن های شما تأثیر می گذارد،است. برخلاف تغییرات ژنتیکی، تغییرات اپی ژنتیک برگشت پذیر هستند و توالی DNA شما را تغییر نمی دهند، اما می توانند نحوه خواندن توالی DNA توسط بدن شما را تغییر دهند. Epi در زبان یونانی به معنی بالا یا بالاتر است، و “اپی ژنتیک” عواملی فراتر از کد ژنتیکی را توصیف می کند. تغییرات اپی ژنتیکی تغییراتی در DNA هستند که روشن یا خاموش شدن ژن ها را تنظیم می کنند. این تغییرات به DNA متصل هستند و توالی بلوک های سازنده DNA را تغییر نمی دهند. در مجموعه کاملی از DNA در یک ژنوم، تمام تغییراتی که بیان ژن ها را تنظیم می کنند به عنوان اپی ژنوم شناخته می شوند.

از آنجایی که تغییرات اپی ژنتیک به تعیین روشن یا خاموش بودن ژن ها کمک می کند، بر تولید پروتئین در سلول ها تأثیر می گذارد. این تنظیم کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که هر سلول فقط پروتئین هایی را تولید می کند که برای عملکرد آن ضروری هستند. به عنوان مثال، پروتئین هایی که باعث رشد استخوان می شوند در سلول های ماهیچه ای تولید نمی شوند. الگوهای اصلاح اپی ژنتیک در افراد مختلف، در بافت‌های مختلف درون یک فرد و حتی در سلول‌های مختلف درون یک بافت متفاوت است. تأثیرات محیطی، مانند رژیم غذایی فرد و قرار گرفتن در معرض آلاینده ها، می تواند بر اپی ژنوم تأثیر بگذارد. تغییرات اپی ژنتیکی را می توان از سلولی به سلول دیگر با تقسیم سلولی حفظ کرد و در برخی موارد می تواند در طول نسل ها به ارث برسد.

فرآیندهای اپی ژنتیک برای بسیاری از عملکردهای ارگانیسم طبیعی و ضروری هستند، اما اگر به طور نادرست رخ دهند، می توانند اثرات نامطلوب جدی  بر سلامتی و رفتار داشته باشند.

 

فرآیندهای اپی ژنتیک | دایا اکسیر

 

اپی ژنتیک چگونه کار می کند؟

تغییرات اپی ژنتیک، فعال شدن برخی ژن ها را تغییر می دهد، اما توالی کد ژنتیکی DNA را تغییر نمی دهد. ریزساختار (نه کد) خود DNA یا پروتئین های کروماتین مرتبط ممکن است تغییر کرده و باعث فعال شدن یا خاموش شدن ژن شود. تغییرات اپی ژنتیک با تقسیم سلولی حفظ می شود. بیشتر تغییرات اپی ژنتیکی فقط در طول زندگی یک ارگانیسم رخ می دهد. با این حال، این تغییرات اپی ژنتیکی می تواند از طریق فرآیندی به نام وراثت اپی ژنتیک فرانسلی به فرزندان ارگانیسم منتقل شود. علاوه بر این، اگر غیرفعال شدن ژن در یک سلول اسپرم یا تخمک رخ دهد که منجر به لقاح شود، این اصلاح اپی ژنتیکی ممکن است به نسل بعدی نیز منتقل شود.

انواع تغییرات اپی ژنتیک

تغییرات اپی ژنتیک به روش های مختلف بر بیان ژن تأثیر می گذارد. انواع تغییرات اپی ژنتیک عبارتند از:

DNA Methylation

متیلاسیون DNA با افزودن یک گروه شیمیایی به DNA اتفاق می افتد. به طور معمول، این گروه به مکان‌های خاصی روی DNA اضافه می‌شود، جایی که پروتئین‌هایی را که برای “خواندن” ژن به DNA متصل می‌شوند، مسدود می‌کنند. این گروه شیمیایی را می توان از طریق فرآیندی به نام دی متیلاسیون حذف کرد. به طور معمول، متیلاسیون ژن ها را «خاموش» و دمتیلاسیون ژن ها را «روشن» می کند.

متیلاسیون DNA شناخته شده ترین مکانیسم اپی ژنتیک است. معمولاً شامل یک آنزیم متیل ترانسفراز است که به افزودن یک گروه متیل (CH3) در جایگاه پنجم سیتوزین (C5) کمک می کند. این افزودن عمدتاً روی دی نوکلئوتیدهای سیتوزین فسفات گوانین (CpG) رخ می دهد. با این حال، متیلاسیون غیر CpG نیز رخ می دهد. تجزیه و تحلیل متیلاسیون DNA اغلب برای کمک به درک بیان ژن انجام می شود. متیلاسیون DNA برای اولین بار در سال ۱۹۸۳ تأیید شد که در سرطان انسان رخ می دهد و از آن زمان در بسیاری از بیماری ها و شرایط سلامتی مشاهده شده است.

 

متیلاسیون DNA، شناخته شده ترین مکانیسم اپی ژنتیک | دایا اکسیر

 

Histone modification

یکی دیگر از فرآیندهای اپی ژنتیک مهم اصلاح کروماتین است. کروماتین مجموعه‌ای از پروتئین‌ها (هیستون‌ها) و DNA است که به‌طور محکم بسته‌بندی شده‌اند تا در هسته قرار بگیرند. این کمپلکس را می‌توان توسط موادی مانند گروه‌های استیل (در فرآیندی که استیلاسیون نامیده می‌شود)، آنزیم‌ها و برخی از اشکال RNA مانند microRNAها اصلاح کرد. این اصلاح ساختار کروماتین را تغییر می دهد تا بر بیان ژن تأثیر بگذارد. به طور کلی، کروماتین پیچ و تاب خورده تمایل به خاموش شدن دارد یا بیان نمی شود، در حالی که کروماتین بازتر عملکردی است یا بیان می شود.

Non-coding RNA

DNA شما به عنوان دستورالعملی برای ساخت RNA کد کننده و غیر کد کننده استفاده می شود. RNA کد کننده برای ساخت پروتئین استفاده می شود. RNA غیر کدکننده با اتصال به RNA کدکننده همراه با پروتئین های خاص، به کنترل بیان ژن کمک می کند تا RNA کدکننده را تجزیه کند تا نتوان از آن برای ساخت پروتئین استفاده کرد. RNA غیر کدکننده همچنین ممکن است پروتئین‌ها را برای اصلاح هیستون‌ها برای روشن یا خاموش کردن ژن‌ها استخدام کند. تنظیم RNA نسبت به سایر مکانیسم های اپی ژنتیک کمتر شناخته شده است. تصور می شود که سیگنال دهی RNA از طریق تنظیم ساختار کروماتین در اپی ژنتیک نقش دارد. محققان در حال بررسی چگونگی تنظیم بیان ژن mRNA و به طور خاص RNA غیر کدکننده، مانند RNA طولانی غیر کدکننده، و micro RNA هستند. علاوه بر این، جداسازی کروماتین توسط روش های خالص سازی  RNA، (ChIRP) یا ایمونوفروپیتاسیون  RNA، (RIP) می تواند برای درک رابطه بین کروماتین و RNA و نقش RNA در اپی ژنتیک استفاده شود.

تاثیرات imprinting

یکی از تأثیرات چنین فرآیندهایی imprinting است. در ژنتیک، imprinting شرایطی را توصیف می‌کند که در آن یکی از دو آلل یک جفت ژنی معمولی توسط یک فرآیند اپی ژنتیک مانند متیلاسیون یا استیلاسیون خاموش می‌شود. اگر آلل بیان شده آسیب دیده باشد یا دارای گونه ای باشد که آسیب پذیری ارگانیسم را در برابر میکروب ها، عوامل سمی یا سایر مواد مضر افزایش دهد، مشکل ساز می شود. imprinting اول بار در سال ۱۹۱۰ در ذرت شناسایی شد و اولین بار در پستانداران در سال ۱۹۹۱ تایید شد.

سخن پایانی

در این مطلب به موضوع اپی ژنتیک پرداخته شد. جستجوی دانشمندان برای ارتباط بین ژنوم و ترکیبات شیمیایی ای که آن را تغییر می‌دهد ادامه دارد. آنها به ویژه مطالعه می‌کنند که این تغییرات چه اثری بر عملکرد ژن، تولید پروتئین و سلامت انسان دارد.

16 دیدگاه در اپی‌ ژنتیک چیست و چگونه کار می کند؟

    • دایا اکسیر says:

      در واقع اپی ژنتیک به زبان ساده، مطالعه چگونگی تاثیر رفتارها و محیط شما بر ایجاد تغییراتی که بر نحوه عملکرد ژن های شما تأثیر می گذارد، است.

  1. sehat611@gmail.com says:

    عرض سلام خسته نباشید

    خواستم بدونم با این گفته که علم اپی ژنتیک ارتباطی با عبارت بیوکنزی داره، شما تایید میفرمایید؟ با توجه به اینکه شخصی بنام بروس لیپتون در این زمینه تحقیقات انجام داده

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

error: Content is protected !!