Эпигенетика

- это наука, изучающая механизмы дифференциальной экспрессии генов (не вызывающие изменений в ДНК)

Эпигенетика изучает, как по генетической информации в клетке за счет различной экспрессии генов может осуществляться развитие многоклеточного организма.
Все клетки организма сначала тотипотентны. Затем они получают сигналы, активирующие различные гены и направляющие их на тот или иной эпигенетический «маршрут».
В дифференцированных клетках экспрессируются только гены, необходимые для их специфической деятельности, они унипотентны.

Примеры эпигенетических изменений:

· Метилирование ДНК – добавление метильных групп к цитозину, за которым следует гуанин -> подавление экспрессии гена.

· Модификация гистонов: метилирование, ацетилирование, фосфорилирование -> активация экспрессии гена

Предрасположенность к раку легких у курильщиков предположительно вязана с метилированием гистоновых белков, инактивирующих гены, ответственные за образование антител.

Геномный импринтинг

У эукариот часто состояние экспрессии зависит от того, какой из родителей дает тот или иной аллель, т.е. имеет ли он материнское или отцовское происхождение.
Механизм: метилирование ДНК в промоторной области.

Пример болезни импринтинга, подавление экспрессии или делеция генов 15й хромосомы:

· Синдром Прадера – Вилли, изменения в отцовской хромосоме. Характеризуется снижением мышечного тонуса, задержкой психического развития, косоглазием и ожирением.

· Сигдром Ангельмана, затронута хромосома матери. Характерна более выраженная задержка психического развития, нарушение сна, хаотичность движений.

РНК – интерференция

– особый вид внутриклеточного иммунитета с помощью миРНК.
Нобелевская премия 2006 г. Э.Файр и К.Мелло

Малые интерферирующие РНК (миРНК) – двуспиральные РНК, состоящие из 21-23 п.н.
Попадая в клетку, дают сигнал работы ферментам, которые разрезают комплементарную одноцепочечную мРНК и удаляют из нее участки. Содержащаяся в этих участках информация не передается рибосомам, трансляция ингибируется.

РНК – интерференция может разрушать генетический материал попадающих в клетку вирусов и регулирует экспрессию функциональных генов, блокируя их работу.

Проводятся эксперименты по лечению препаратами на основе миРНК:

· Макулодистрофии (патологии сосудов и нарушения питания сетчатки глаза)

· Вируса Эбола, вызывающего геморрагическую лихорадку (опыты на приматах)