Մեթիլացումը մեկ ածխածնի և ջրածնի երեք ատոմների ավելացումն է մեկ այլ մոլեկուլին: Այս երեւույթը համարվում է վերջին խոսքը առողջապահության ոլորտում։ Այն ուղեկցում է մարմնի գրեթե բոլոր գործառույթները։
Functions
Մեթիլ խմբերը (ածխածնի և ջրածնի ատոմներ) մասնակցում են՝
- Մարմնի արձագանքը սթրեսային իրավիճակներին.
- Գլուտատիոնի արտադրություն և վերամշակում. Այն գործում է որպես հիմնական հակաօքսիդանտ օրգանիզմում։
- Հորմոնների, ծանր մետաղների և քիմիական միացությունների դետոքսիկացում.
- Վերահսկեք բորբոքումը։
- Վնասված բջիջների վերականգնում.
- Իմունային պատասխանը և դրա կարգավորումը, պայքար վիրուսների և վարակների դեմ, T-տարրերի արտադրության վերահսկում.
ԴՆԹ-ի մեթիլացման գործընթացը նույնպես կարևոր է: Եկեք մանրամասն նայենք դրան։
Զարգացման էպիգենետիկ հսկողություն
ԴՆԹ մեթիլացումը նպաստում է օրինաչափությունների փոխանցմանը հաջորդ սերնդի բջիջներին միտոզի ժամանակ: Համեմատաբար վերջերս պարզվեց, որ տերմինալում ատոմների խմբերի միացման գործընթացըՏարբերակված կառուցվածքները որոշակի կապ ունեն հիշողության ձևավորման և սինապտիկ պլաստիկության հետ: K. Miller-ը և D. Sweet-ը հետազոտել են ԴՆԹ-ի մեթիլացումը: Երևույթի ուսումնասիրությունը նրանց հանգեցրեց այն եզրակացության, որ նոր տեղեկատվության անգիր անելու ընթացքում կենդանիների մոտ զգալիորեն ավելանում է դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի մեթիլազի ակտիվությունը։ Սա նպաստում է հիշողության գործընթացները ճնշող գեների արտահայտման նվազմանը։ Բացի այդ, հեղինակները մատնանշում են մեկ այլ երեւույթ. Հետազոտողները հայտնում են, որ reelin սպիտակուցի գենի ակտիվացումը, որը նպաստում է սինապտիկ կապերի փոփոխություններին և մասնակցում է շիզոֆրենիայի պաթոլոգիական ընթացքին, ազդում է հիշողության ձևավորման վրա։ Այս դեպքում որոշիչ գործոնը դեմիտալազ-ֆերմենտներն են, որոնք ապահովում են ԴՆԹ-ի դեմեթիլացում (ազատում մեթիլ խմբերից): Հաստատված փաստերը թույլ են տալիս անել ամենակարեւոր եզրակացությունը. ԴՆԹ-ի մեթիլացումը, որպես էպիգենետիկ մեխանիզմներից մեկը, ինչպես նաև դրա հակադարձ երևույթը, էական դեր է խաղում տեղեկատվության պահպանման և հիշողության մեջ: Այս միտքը հաստատում են Է. Կոստայի խմբի ուսումնասիրության արդյունքները։ Պարզվել է, որ գլյուտամատ դեկարբոքսիլազի և ռեելինի գեների ապամիլացումը մկների մոտ կարող է իրականացվել փոքր մոլեկուլների միջոցով, որոնք խանգարում են միջուկում ԴՆԹ-ի տեղադրմանը: Այս ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս ոչ միայն հիշողության ձևավորման գերակշռող գաղափարը փոխելու հնարավորությունը: Նրանք նաև ցույց են տալիս, որ ԴՆԹ մեթիլացումը, որը նախկինում համարվում էր մշտական, դինամիկ է: Ավելին, այն կարող է օգտագործվել թերապիայի մեջ։
Հատկություններ
Գաղափարը, որ հիշողությունը և ԴՆԹ մեթիլացումը փոխկապակցված են, նոր չէ: Հիստոնային ացետիլացման միջոցով սինապտիկ փոխանցման պայմանականությունն արդեն հաստատվել է ավելի վաղ։ Նրանք կազմում են կմախքը, որի շուրջը պտտվում է ԴՆԹ-ն։ Ացետիլացումը հանգեցնում է նուկլեինաթթուների նկատմամբ հիստոնների մերձեցման նվազմանը։ Արդյունքում բացվում է մուտք դեպի ԴՆԹ և այլ սպիտակուցներ, որոնք, ի թիվս այլ բաների, կապված են գենի ակտիվացման հետ: Իրականում, CREBBP-ի (կապող սպիտակուց) հիստոնացետիլտրանսֆերազային ակտիվությունը, որը գործում է որպես նեյրոնների տրանսկրիպցիայի հիմնական գործոն, կապված է այս սպիտակուցի ազդեցության հետ հիշողության վրա: Բացի այդ, երկարաժամկետ հիշողության աճ է հայտնաբերվել հիստոն դեացետիլազային ինհիբիտորների օգտագործման ժամանակ: Այն հանգեցրեց հիստոնային ացետիլացման արագացման:
Վարկածներ
Սվիթը և Միլլերը տվել են հետևյալ հարցը՝ կապված կառուցվածքի արտահայտման հիստոնից կախված նվազակարգավորման հետ: Եթե այն կարող է դեր խաղալ հիշողության կարգավորման մեջ, արդյոք ԴՆԹ-ի մեթիլացումը նման ազդեցություն կունենա՞ր: Այս երևույթը դիտվել է հիմնականում որպես միտոզի և համակարգերի ձևավորման ժամանակ կառուցվածքների ակտիվության պահպանման միջոց։ Այնուամենայնիվ, հասուն կաթնասունների ուղեղում նկատվել է մեթիլազների ինտենսիվությունը, չնայած այն հանգամանքին, որ նրա բջիջների մեծ մասը չեն բաժանվում: Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ դիտարկվող երևույթը նպաստում է գեների արտահայտման ճնշմանը, գիտնականները չկարողացան մերժել մեթիլազների և նեյրոններում կարգավորող գործընթացների միջև կապի հնարավորությունը։
Ստուգումներ ենթադրություններ
Քաղցր և իրԳործընկերները, ուսումնասիրելով ԴՆԹ-ի մեթիլացումը և այս երևույթի նշանակությունը հիշողության ձևավորման մեջ, հիպոկամպուսի հատվածները մշակել են դեզօքսիրիբոնուկլեինաթթվի մեթիլտրանսֆերազների արգելակիչներով: Նրանք պարզել են, որ դա կանխում է երկարաժամկետ հզորացման սկիզբը՝ սինապտիկ կապերի ամրապնդում՝ ի պատասխան նեյրոնների ակտիվության: Այս գործընթացը որոշում է ուսուցման և հիշողության մեխանիզմների աշխատանքը: Գիտնականները նաև պարզել են, որ ինհիբիտորները նվազեցնում են ռեելինի ԴՆԹ-ի մեթիլացման մակարդակը: Սա ցույց տվեց նրա հետադարձելիությունը։
Փորձեր
Որոշելով շարունակել իրենց հետազոտությունները՝ Սվիթն ու Միլլերը սկսեցին մկների մոտ մեթիլացման ձևերի փոփոխությունները դիտարկել մի մոդելում, որտեղ կենդանիները սովորում են կապել որոշակի տեղանքը տհաճ գրգռիչների, մասնավորապես՝ մեղմ ցնցումների հետ: Ինհիբիտորներով բուժվող առարկաների վարքագիծը արտահայտում էր ուսուցման հնարավոր դժվարությունները: Երբ նրանք տեղադրվում էին այնպիսի միջավայրում, որտեղ նրանք պետք է վախենային, նրանք զգալիորեն ավելի քիչ էին սառչում, քան վերահսկող կենդանիները:
Եզրակացություններ
Ինչպե՞ս կարող է մեթիլացումը ազդել մկների հիշողության վրա: Գիտնականները դա բացատրել են այսպես. ԴՆԹ-ում բավականին շատ տեղամասեր կան, որոնց վրա կարող են ազդել ջրածնի և ածխածնի ատոմների խմբերի ավելացումը: Այս կապակցությամբ հետազոտողները որոշել են դիմել հետեւյալ երեւույթին. Նրանք նախ ուսումնասիրեցին գեների մեթիլացումը, որոնց դերը հիշողության ձևավորման մեջ արդեն հաստատված էր: Նախ, դիտարկվել է այն տարածքը, որտեղ ճնշվում են ֆոսֆատազային սպիտակուցի հիշողության գործընթացները: Նվազեցված արտահայտությունկարող է հակառակը առաջացնել: Իրոք, կոնտեքստային վախի պայմանավորվածության մեկ ժամ հետո մեթիլացման մակարդակը բարձրացավ ավելի քան հարյուր անգամ: Միևնույն ժամանակ, mRNA մակարդակը CA1 հիպոկամպային շրջանում ենթարկվել է մի փոքր, բայց վիճակագրորեն նշանակալի նվազման: Այս էֆեկտը հայտնաբերվում է կենդանիների ուղեղում՝ վերջույթների աննշան ցնցումների և համատեքստի նորության համակցությամբ: Առանձին-առանձին այս գրգռիչները ոչ մի ազդեցություն չեն թողնում մեթիլացման վրա: Ըստ այդմ՝ խմբերին միանալն իրականացվում է բացառապես իրական պարապմունքներով։
ԴՆԹ մեթիլացում և ծերացում
Ամենաշատ քննարկվող թեմաներից են տարիքային խնդիրներն ու ուռուցքաբանական հիվանդությունները. Երկար տարիների հետազոտությունների ընթացքում գիտնականներն առաջարկել են տարբեր տեսություններ և մոդելներ: Այնուամենայնիվ, ոչ մի հայեցակարգ ներկայումս ամբողջությամբ չի պատասխանում բոլոր հարցերին: Մինչդեռ ծերացման խնդրի լուծման որոնման մեջ ամենամեծ հետաքրքրությունը գենային ակտիվության փոփոխությունների ուսումնասիրությունն է։ Մասնավորապես, այս հարցի վերաբերյալ իր կարծիքն է հայտնել պրոֆեսոր Անիսիմովը։ Նա նշում է, որ գեների արտահայտումը (արտահայտումը) կախված է, ի թիվս այլ բաների, մեթիլացիայից, որը կարող է ազդել ծերացման արագության վրա։ Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի ցիտոզինի մնացորդների մինչև 5%-ը ենթարկվել է ածխածնի և ջրածնի ատոմների խմբերի ավելացմանը՝ 5MC (5-մեթիլցիտոզին) առաջացմամբ։ Այս բազան համարվում է միակ հաստատունը բարձրագույն օրգանիզմների ԴՆԹ-ում։ Խմբերի միացումը տեղի է ունենում երկու թելերում սիմետրիկ։ 5mC մնացորդները միշտ ծածկված են գուանինի մնացորդներով: Միաժամանակ կառույցներըկատարել տարբեր գործառույթներ. Այնուամենայնիվ, կարևոր է նշել, որ մեթիլացումը ներգրավված է գեների գործունեության կարգավորման մեջ: Խմբերին միանալու ընթացքում փոփոխությունները պայմանավորված են տառադարձման մակարդակի ձախողումներով:
Պատճառներ
Առաջին անգամ նկարագրվել է տարիքի հետ կապված դեմեթիլացումը 1973 թվականին: Սա բացահայտեց առնետների հյուսվածքներում խմբերի բաժանման աստիճանի տարբերությունը: Ուղեղում դեմեթիլացումն ավելի ակտիվ էր, քան լյարդում։ Հետագայում, տարիքի հետ թոքերի, ինչպես նաև մաշկի ֆիբրոբլաստային գոյացությունների դեպքում հայտնաբերվեց 5 մC-ի նվազում: Հետազոտողները ենթադրել են, որ տարիքի հետ կապված դեմեթիլացումը բջիջներին նախատրամադրում է ուռուցքի վերափոխման: Այս երևույթը պարզ բառերով կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ. Ոչ ակտիվ գենը կցված է մեթիլ խմբին: Քիմիական ռեակցիաների ազդեցության տակ այն անջատվում է։ Համապատասխանաբար, գենը ակտիվանում է։ Ատոմների խումբը գործում է որպես ապահովիչ։ Որքան փոքր լինի նրանց թիվը, այնքան բջիջը կտարբերակվի և, համապատասխանաբար, ավելի հին, որքան շատ լինի, այնքան ավելի երիտասարդ կլինի: Գրականության մեջ լայնորեն կիրառվող դասական օրինակ է սաղմոնի որոշ տեսակների զարգացումը: Բացահայտվել է ձվադրումից անմիջապես հետո նրանց բացառիկ արագ մահվան ֆենոմենը։ Երեկ կարճ ժամանակում մահանում են վերարտադրողական տարիքի երիտասարդները։ Կենսաբանական առումով այս երևույթը արագացված ծերացում է, որն ուղեկցվում է ԴՆԹ-ի զանգվածային դեմեթիլացմամբ։
Ինչպե՞ս օգնել օրգանիզմին
Կան տարբեր եղանակներ, որոնցովկարող է բարելավել բնածին ԴՆԹ մեթիլացումը: Ամենահայտնիներից են՝
- Թարմ կանաչի ուտել. Հատկապես խորհուրդ է տրվում տերևավոր բանջարեղենը: Նրանք հանդես են գալիս որպես ֆոլաթթվի աղբյուր, որն անհրաժեշտ է պատշաճ մեթիլացման համար։
- Վիտամին B12 և B6, ռիբոֆլավինի ընդունում: Դրանց աղբյուրներն են ձուն, ձուկը, նուշը, ընկույզը, ծնեբեկը և այլն։
- Ստացեք բավականաչափ ցինկ և մագնեզիում: Նրանք ապահովում են մեթիլացման պահպանում։
- Պրոբիոտիկների ընդունում. Դրանք նպաստում են B խմբի վիտամինների և ֆոլաթթվի ստացմանը և կլանմանը:
Կարևոր է նաև նվազագույնի հասցնել սթրեսային իրավիճակները, հրաժարվել վատ սովորություններից (խմել, ծխել): Պետք է ուշադրություն դարձնել, որպեսզի թունավոր նյութեր չմտնեն օրգանիզմ։ Այս միացությունները վերցնում են մեթիլ խմբեր, բեռնում լյարդը։
