Регуляция экспрессии генов

Когда сигнальная молекула проходит сквозь клеточную мембрану, она направляется в ядро, где находится ДНК, которая содержит «инструкции» для того, чтобы организм стал таким, какой он есть. Это обеспечивает «генетическую память». Отрезки ДНК называют генами. Экспрессия (активность) гена выражается в том, что он, согласно имеющейся инструкции (индивидуальная последовательность ДНК), вырабатывает белки. Еще недавно считалось, что гены — это белки. Но оказалось, что белки — это продукты генов. Гены создают белки и являются участками ДНК. 

Регуляция экспрессии генов

Чтобы ген активировался и синтезировал белок, сигнал химического посланника должен транслироваться в информацию, понятную внутри клетки. Он ищет в ядре соответствующую хромосому — отдельный фрагмент скрученной в жгут ДНК. Каждый из этих жгутов «одет» в «протеиновую оболочку», которая действует как фильтр между информацией, содержащейся в ДНК, и остальной внутриклеточной средой ядра. Чтобы добраться до ДНК, эту оболочку нужно «развернуть». Пока этого не произошло, ДНК остается латентной. Когда «оболочка» снята, регуляторный протеин читает ген, в результате чего тот становится активированным и происходит синтез РНК (рибонуклеиновой кислоты), которая выходит из ядра клетки, чтобы войти в состав нового протеина согласно тому коду, который она в себе несет. Теперь протеин, созданный геном, может влиять на множество различных аспектов жизни клетки.

Гены работают в системном взаимодействии друг с другом. При этом в каждый момент времени в клетке имеется множество «включенных» или «выключенных» генов. Комбинация «включенных» генов производит все разнообразие протеинов. Для любого заболевания существуют один или два гена, оказывающих большое влияние на его развитие. Затем существует набор генов — возможно, от пяти до десяти, оказывающих среднее воздействие в 10 или 20 процентах, и сотни генов с еще меньшим эффектом.

Большинство людей разделяют заблуждение о том, что судьба предопределена генетически, и если мы унаследовали гены, вызывающие болезни сердца, диабет, рак или любые другие заболевания, то это неизбежность. Это устаревшие убеждения. Не существует генов депрессий или алкоголизма, не каждое отклонение здоровья связано с геном. И не каждый унаследовавший гены, связанные с заболеванием, непременно им заболевает. Важно другое: какое наше действие может подать этому гену сигнал включиться или выключиться. Инструкции, содержащиеся в ДНК, не являются неизменяемой схемой, которой клетки должны следовать на протяжении всей жизни.

Это происходит не случайным образом. Гены могут быть активированы или дезактивированы как внутренними, так и внешними факторами. Исследования показывают, что около 90% генов вовлечены во взаимодействие с сигналами из внешнего окружения. Изучением наследуемых изменений генетической активности, возникающих без модификации последовательности ДНК, занимается новая наука — эпигенетика. Она объясняет, как жизненный опыт и окружающая среда влияют на активность генов.

Итак, новые мысли действуют через активацию новых нейронных сетей, в результате чего вырабатываются другие нейропептиды и гормоны, которые эпигенетически активируют гены. Когда ДНК в клетке получает новую информацию, она реагирует тем, что включает одни гены и выключает другие. Когда ген активируется, он производит соответствующий белок. Когда ген дезактивируется, он уже не производит достаточно протеинов. Активируются другие гены и производят новые протеины. А мы наблюдаем последствия этого в виде физических изменений в своем теле.

Опубликовано

Июнь, 2024

Продолжительность чтения

Около 2-3 минут

Категория

Эпигенетика

Поделиться

Получите больше информации

Подпишитесь на нашу новостную ленту и получите важные сведения о своем здоровье