Что такое эпигенетика? — Карлос Герреро-Босана

Смотрите полный урок: http://ed.ted.com/lessons/how-the-choices-you-make-can-affect-your-genes-carlos-guerrero-bosagna

Задача: идентичные близнецы имеют один и тот же набор ДНК. В чём причина того, что они такие разные даже в тех чертах, которые закладываются генетически?
Карлос Герреро-Босана объясняет, что несмотря на то, что это зависит от происхождения и условий развития, более ясные ответы на этот вопрос может дать эпигенетика.

Урок Карлоса Герреро-Босана, анимация Криса Бишопа.

Вот вам задачка:

идентичные близнецы
имеют одинаковый набор ДНК,

как же они могут быть настолько разными

даже в тех чертах,
которые зависят от генетики?

Например, почему у одной из близняшек
в 55 лет появляются проблемы с сердцем,

в то время как её сестра бегает марафоны
и обладает идеальным здоровьем?

На это влияет и происхождение,
и условия жизни,

но более ясные ответы может дать то,
что называют эпигенетикой.

Она изучает взаимодействие ДНК

с множеством маленьких молекул
внутри клетки,

которые активируют и деактивируют гены.

Если представить, что ДНК —
это книга рецептов,

то эти молекулы решают
что приготовить и когда.

Они не способны на сознательное
принятие решений,

всё дело в их наличии
и концентрации в клетках.

Как же это работает?

Генетическая информация выделяется из ДНК
после прочтения и транскрипции в РНК,

которая транслируется в белки́
элементами, называемыми рибосомы.

Белки́ же по большей части определяют
структуру и жизнедеятельность клетки.

Эпигенетические изменения
могут либо способствовать,

либо препятствовать
транскрипции определённых генов.

Наиболее распространённая
помеха происходит, когда ДНК

или белки́, вокруг которых она обёрнута,

маркируются крошечными
химическими ярлычками.

Совокупность всех химических ярлыков,
прикреплённых к геному

или к клетке,

называется эпигеномом.

Некоторые группы, например метильные,
препятствуют проявлению генов,

блокируя механизм клеточной транскрипции,

или заставляя ДНК закручиваться плотнее,

делая его недоступным.

Эти гены существуют, но они молчат.

Форсирование транскрипции
прямо противоположно этому процессу.

Некоторые химические ярлыки
раскручивают ДНК, облегчая транскрипцию,

что активизирует выработку
соответствующего белка.

Эпигенетические изменения
выдерживают деление клеток,

а это значит, что они могут влиять
на организм всю жизнь.

Иногда это неплохо.

Эпигенетические изменения —
часть нормального развития.

Клетки в эмбрионе берут начало
от одного главного генома.

При делении клеток
одни гены активируются,

а другие подавляются.

Претерпевая эти эпигенетические изменения,

некоторые клетки развиваются
в клетки сердца,

другие — в клетки печени.

У всех типов клеток вашего тела —
а их около двухсот —

одинаковый геном,

но разные эпигеномы.

Эпигеном также является
неизменным посредником

во взаимоотношениях генов
и окружающей среды.

На химические ярлыки,
включающие и выключающие гены,

влияют такие факторы, как питание,

химическое воздействие

и лекарства.

Эпигенетические изменения могут привести
к болезни, если они выключат ген,

который производит белóк,
блокирующий возникновение опухолей.

Эпигенетические изменения, происходящие
под влиянием окружающей среды, —

одна из причин, почему идентичные близнецы
могут вырасти такими разными.

С возрастом эпигеномы близнецов
обретают всё больше отличий,

влияя на особенности возрастных изменений
и восприимчивость к болезням.

Даже социальные условия могут
вызвать эпигенетические изменения.

В одном известном эксперименте

крысы-матери не были внимательны
к своему потомству, вследствие чего

гены детей, которые помогли бы им
справиться со стрессом, были метилированны

и выключены.

Этот процесс мог продолжиться
в следующих поколениях.

Большинство эпигенетических меток исчезают
при формировании яйцеклетки и спермы,

но сейчас учёные предполагают,
что некоторые из них остаются,

передавая эпигенетические черты
следующему поколению.

Так что условия жизни
ваших родителей в детстве

и во взрослом возрасте

влияют на формирование вашего эпигенома.

Но хотя эпигенетеческие изменения стойкие,

они не обязательно постоянные.

Сбалансированный стиль жизни,
включающий здоровое питание,

упражнения

и избегание вредных веществ,

может в долгосрочной перспективе
создать здоровый эпигеном.

Сейчас появилась возможность
для изучения этого процесса.

Учёные только начинают понимать,

как эпигенетика может объяснить механизмы
человеческого развития и старения,

возникновения рака,

сердечных заболеваний,

душевных болезней,

зависимостей

и многих других заболеваний.

А пока новые техники редактирования генов
упрощают обнаружение

эпигенетических изменений,
связанных со здоровьем и болезнями.

Когда мы поймём,
как наш эпигеном влияет на нас,

тогда мы, возможно,
тоже сможем повлиять на него.