DNA methylace: obecné informace

Methylací je přidání jednoho uhlíku a tří atomů vodíku k jiné molekule. Tento jev je považován za poslední slovo ve zdravotnictví. Doprovází výkon téměř všech funkcí těla.

Funkce

Methylové skupiny (uhlíkové a vodíkové atomy) se účastní:

1. Odpověď těla na stresující situace.
2. Výroba a zpracování glutationu. Působí jako klíčový antioxidant v těle.
3. Detoxifikace hormonů, těžkých kovů a chemických sloučenin.
4. Kontrola zánětlivých procesů.
5. Opravte poškozené buňky.
6. Imunitní reakce a její regulace, boj proti virům a infekcím, kontrola výroby T-prvků.

Důležitou roli hraje Methylací DNA. Zvažme to podrobněji.

Epigenetická kontrola vývoje

Methylace DNA usnadňuje přenos vzorků na další generaci buněk během mitózy. Nedávno bylo zjištěno, že proces spojování skupin atomů v terminálně diferencovaných strukturách má určitý vztah k formování paměti a synaptické plasticity. K. Miller a D.Svit studoval DNA methylaci. Studie tohoto jevu je vedla k závěru, že aktivita methylázy deoxyribonukleové kyseliny se významně zvyšuje u zvířat během zapamatování nových informací. To pomáhá omezit expresi genů, které potlačují procesy paměti. Autoři navíc poukazují na další fenomén. Vědci uvádějí, že gen aktivační protein reelin, propagaci změny a synaptických spojení podílející se na patologickém průběhu schizofrenie ovlivňuje vytváření paměti. Rozhodujícím faktorem jsou demethylasové enzymy, které zajišťují demethylaci DNA (uvolňování z methylových skupin). Zjištěné skutečnosti nám umožňují vyvodit nejdůležitější závěr. DNA methylace jako jeden z epigenetických mechanismů, stejně jako opačný jev, hrají důležitou roli při ukládání informací a zapamatování. Tuto myšlenku potvrzují výsledky studie skupiny E. Costa. Bylo zjištěno, že demitilirovanie reelin a glutamátu dekarboxylázy geny mohou být podmíněno myšky malé molekuly, které interferují s rostlinné DNA v jádře. Tyto studie naznačují nejen možnost změny současného pojetí tvorby paměti. Zdůrazňují také, že to, co bylo považováno za trvalé DNA methylace je dynamická. Kromě toho může být použita v terapii.

Vlastnosti

Myšlenka, že paměť a DNA methylace mít určité spojení, nemůže být nazýván novým. Dříve byla stanovena podmíněnost synaptického přenosu acetylací histonu. Vytvářejí kostru, na které je DNA navinutá. Acetylace vede k poklesu afinity histonů nukleových kyselin. V důsledku toho je umožněn přístup k DNA a dalším proteinům, včetně aktivace genů. Vlastnost histonu a acetyltransferázy CREBBP (vazebný protein), která působí jako klíčový neuronový transkripční faktor, byla spojena s účinkem tohoto proteinu na memorování. Kromě toho došlo k nárůstu v paměti dlouhodobého charakteru při použití inhibitorů histon-deacetylázy. To vedlo ke zrychlení acetylace histonů.

Hypotézy

Sladká a Millerová položila následující otázku o histone-dependentním potlačení výrazu struktur. Pokud může do správy paměti hrát určitou roli, bude to mít podobný účinek DNA methylace? Tento jev byl považován především za prostředek udržování struktury struktury během mitózy a tvorby systémů. U zralého mozku savců však byla pozorována intenzita metylázy, a to i přesto, že většina buněk není štěpitelná. Vzhledem k tomu, že daný jev pomáhá potlačit genovou expresi, vědci nemohli odmítnout pravděpodobnost vazby na methylázu a regulační procesy v neuronech.

Ověření předpokladů

Sladká a jeho kolegové, kteří zkoumají Methylace DNA, což znamená tento jev při tvorbě paměti byl úseky hipokampu léčeni inhibitory methyltransferáz deoxyribonukleové kyseliny. Zjistili, že to zabraňuje nástupu dlouhodobé potenciace - posílení synaptických vazeb jako reakce na neuronovou aktivitu. Tento proces určuje fungování učebních a paměťových mechanismů. Vědci také zjistili, že inhibitory snižují hladinu methylace v riline DNA. To naznačuje jeho reverzibilitu.

Experimenty

Rozhodování o tom, jít dál ve svých studiích, Sweet and Miller začal sledovat změny v methylace u myší v modelu, ve kterém se zvířata učí spojovat konkrétní místo s nepříjemnými stimuly, zejména, slabé otřesy. Chování subjektů dostávajících inhibitory projevilo možné potíže s učením. Byli v prostředí, ve kterém se museli bát, vybledli mnohem méně často než kontrolní zvířata.

Závěry

Jak by mohla methylace ovlivnit paměť myší? Vědci to vysvětlili takto. V DNA je dost DNA, což může být ovlivněno přidáním skupin vodíku a atomů uhlíku. V tomto ohledu se výzkumní pracovníci rozhodli řešit tento fenomén. Nejprve studovali metylaci genů, jejichž úloha při formování paměti již byla prokázána. Nejdříve bylo vyšetřeno místo, ve kterém jsou potlačeny paměťové procesy fosfatázového proteinu. Snížení výrazu by mohlo způsobit opačný jev. Po hodině kontextuální úpravy strachu se hladina methylace zvýšila o více než stokrát. Hladiny mRNA v oblasti hipokampu CA1 prodělaly slabý, ale statisticky významný pokles. Tento účinek se vyskytuje v mozku zvířat s kombinací mírného šokového účinku na končetinách a novosti kontextu. Odděleně tyto stimuly neposkytují žádný vliv na methylaci. Spojení skupin se provádí výhradně se stávajícím tréninkem.

Methylace a stárnutí DNA

Problémy věku a nástupu rakoviny patří k nejdiskutovanějším tématům. Po mnoho let výzkumu nabízejí vědci řadu teorií a modelů. V současné době však žádný pojem plně neodpovídá na všechny otázky. Zatím největší zájem o hledání řešení problému stárnutí je studium změn v genové aktivitě. Profesor Anisimov se k této záležitosti vyjádřil zejména. Zdůrazňuje, že exprese (exprese) genů závisí mimo jiné na metylaci, která může ovlivnit míru stárnutí. Až 5% cytosinových zbytků deoxyribonukleové kyseliny prošel přidáním skupin atomů uhlíku a vodíku za vzniku 5mC (5-methylcytosinu). Tato báze je považována za jedinou konstantu v DNA vyšších organismů. Spojení skupin probíhá symetricky v obou pramenech. Pozůstatky 5mC jsou vždy pokryty pozůstatky guaninu. V tomto případě mají struktury různé funkce. Nicméně je důležité poznamenat, že metylace se podílí na regulaci genové aktivity. Změny ve spojování skupin jsou způsobeny selháním úrovně transkripce.

Příčiny

Věková demethylace byla poprvé popsána v roce 1973. Současně se objevil rozdíl ve stupni oddělení skupin v tkáních potkanů. V mozku demethylace byla aktivnější než v játrech. Následně došlo k poklesu o 5mC s věkem v plicích, stejně jako k tvorbě fibroblastů kůže. Výzkumníci naznačili, že demethylace související s věkem způsobuje předispozici buněk k transformaci nádorů. Tento jev může být zastoupen v jednoduchých slovech následovně. Inaktivní gen se kombinuje s methylovou skupinou. Pod vlivem chemických reakcí se odděluje. V souladu s tím je gen aktivován. Skupina atomů působí jako pojistka. Čím menší je jejich počet, tím více bude buňka diferencována, a čím je starší, tím mladší je. Jako klasický příklad, široce používaný v literatuře, lze uvést vývoj některých druhů lososa. Jejich mimořádně rychlá smrt bezprostředně po tření byla odhalena. Včera dokonce i mladí lidé zemřou v reprodukčním věku na krátkou dobu. Biologicky je tento fenomén zrychlené stárnutí, které je doprovázeno rozsáhlou demetylací DNA.

Jak pomoci tělu?

Existují různé způsoby, jak lze zlepšit vlastní methylaci DNA. Mezi nejoblíbenější patří:

1. Jíst čerstvé zeleniny. Zvláště doporučená listová zelenina. Působí jako zdroje kyseliny listové potřebné k zajištění správné metylace.
2. Příjem vitamínů B12 a B6, riboflavin. Jejich zdroji jsou vejce, ryby, mandle, vlašské ořechy, špargle atd.
3. Přijetí dostatečného množství zinku a hořčíku. Zajišťují údržbu methylace.
4. Příjem probiotik. Přispívají k produkci a asimilaci vitaminů skupiny B a kyseliny listové.

Je také důležité minimalizovat stresové situace, vzdát se škodlivých návyků (pití, kouření). Je třeba dbát na to, aby do těla nevstupovaly žádné toxické látky. Tyto sloučeniny přebírají methylové skupiny, zatěžují játra.