علم التخلق

ال علم التخلق يتعامل مع تغيير نشاط الجين دون تغيير تسلسل الحمض النووي للجين. تعتمد العديد من العمليات في الجسم على عمليات علم التخلق. تثبت نتائج الأبحاث الحديثة أهميتها بالنسبة لقدرة الكائن الحي على التعديل في سياق التأثيرات البيئية.

ما هو علم التخلق؟

يصف مصطلح علم التخلق التغيرات في نشاط الجينات بالإضافة إلى الوراثة (علم الوراثة). وهذا يعني أن الشفرة الجينية للجين ثابتة ، لكن لا يتم تطبيقها دائمًا. يتعامل علم التخلق مع التغيرات في وظيفة الجينوم للحمض النووي التي لا تنتج عن تغيير في تسلسل الحمض النووي.

كل خلية في كائن حي تحتوي على نفس البرنامج الجيني. ومع ذلك ، في سياق تطورها هناك تمايز بين الأعضاء والأنسجة المختلفة. على سبيل المثال ، تحتوي خلايا الدم على نفس المعلومات الوراثية مثل خلايا الكلى. تنشط الجينات المختلفة فقط في نوعي الخلايا. يمكن تفسير تمايز الخلايا من خلال العمليات اللاجينية التي تتجلى من خلال تنشيط أو تعطيل الجينات.

تسمى الخلايا غير المتمايزة بالخلايا الجذعية التي يمكن أن تتطور إلى كائن حي جديد متطابق وراثيًا من خلال الاستنساخ. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تحويل الخلايا المتمايزة مرة أخرى إلى خلايا جذعية عن طريق عكس التغيير الجيني.

الوظيفة والمهمة

بعد كل انقسام خلوي ، يغير التخلق اللاجيني تدريجيًا المعلومات الجينية داخل الخلية. يتم تعطيل بعض الجينات عن طريق مثيلة الحمض النووي.

خيار آخر هو تعليم الحمض النووي باستخدام ما يعرف باسم أستلة هيستون. يتم تفكيك خيط الحمض النووي الذي يبلغ طوله مترين في نواة الخلية الصغيرة ويتم تمييزه في نقاط معينة. هذا يضمن قراءة المعلومات ذات الصلة بنوع الخلية فقط. يتم التحكم في كل من المثيلة وأسيتيل هيستون بواسطة عوامل كيميائية حيوية.

كل كائن حي ، بما في ذلك البشر ، لديه العديد مما يسمى epigrams. تعتبر الرموز الجينية الإضافية التي تحدد تعديل الكائن الحي عبارة عن epigrams. في مسار الحياة ، يتغير الكائن الحي أكثر فأكثر تحت تأثير البيئة. يتم الاحتفاظ بالشفرة الجينية ، لكن التأثيرات الخارجية تزداد أهمية.

تشمل التأثيرات البيئية التغذية ، وعوامل الإجهاد ، والاتصالات الاجتماعية ، والسموم البيئية أو حتى التجارب الراسخة في نفسية الشخص. من المعروف أن الجسم يتفاعل مع هذه العوامل ويخزن الخبرات من أجل أن يكون قادرًا على الاستجابة إذا لزم الأمر.

وفقًا للنتائج الأكثر حداثة ، يتم التحكم في جميع التفاعلات بين الكائن الحي والبيئة بطريقة التخلق. نتيجة لذلك ، فإن المظهر الخارجي (النمط الظاهري) والشخصية والسلوك تتشكل بشكل كبير من خلال عمليات الوراثة اللاجينية.

يظهر التطور المختلف لتوائم متطابقة تحت تأثيرات خارجية مختلفة مدى قوة البصمة. مثال آخر يمكن أن يكون التغيرات الجسدية بسبب تغيير الجنس الحي ، والتي تحدث بدون تناول الأدوية. تشمل البورنيشا الألبانية (النساء اللاتي يعشن حياة الرجل) شهادة على ذلك.

تظهر بعض الأبحاث أنه يمكن نقل السمات المكتسبة. يتم تمرير الكود الجيني الأساسي ، ولكن التغييرات الجينية الإضافية (التغييرات اللاجينية) تنتقل جزئيًا أيضًا إلى النسل مع الحفاظ على تسلسل الحمض النووي المعطى للجينات.

الامراض والاعتلالات

أصبح تأثير علم التخلق على النمط الظاهري والسلوك البشري واضحًا بشكل متزايد. تشير نتائج الأبحاث الجديدة إلى أهمية العمليات اللاجينية على صحة الإنسان.

على سبيل المثال ، العديد من الأمراض لها حرف جر وراثي. تحدث في العائلات. ومن الأمثلة على ذلك داء السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية والأمراض الروماتيزمية والخرف. تلعب طريقة الحياة هنا دورًا رئيسيًا في ما إذا كان المرض ذا الصلة قد ظهر على الإطلاق. في التوائم المتماثلة ، على سبيل المثال ، وجد أن مرض الزهايمر يعتمد بشكل كبير على البيئة على الرغم من حرف الجر الجيني.

باستخدام علم التخلق ، كان من الممكن أيضًا توضيح سبب كون الشاي الأخضر ، على سبيل المثال ، صحيًا جدًا. العنصر النشط epigallocatechin-3-gallate (EGCG) في الشاي ينشط الجين الذي يشفر إنزيم منع السرطان. في كبار السن ، غالبًا ما يتم ميثيل هذا الجين وبالتالي فهو غير نشط. هذا يزيد من احتمالية الإصابة بالسرطان في سن الشيخوخة. ومع ذلك ، من خلال تناول الشاي الأخضر ، تقل احتمالية الإصابة بالسرطان مرة أخرى.

في عالم النحل ، على سبيل المثال ، لا تختلف الملكة وراثيًا عن الشغالات. ولكن نظرًا لأنها الحيوان الوحيد الذي يُطعم غذاء ملكات النحل ، فقد تطورت لتصبح ملكة نحل. معها ، يتم إعادة تنشيط العديد من الجينات الغبية بسبب عامل بيولوجي محدد.

في البشر ، من بين أمور أخرى ، تؤدي الظروف الاجتماعية غير المواتية غالبًا إلى اضطرابات الشخصية لاحقًا. اليوم يجب الافتراض أن العديد من الأمراض العقلية والنفسية تنجم عن عمليات الوراثة اللاجينية. يخزن الإبيجينوم البشري أيضًا الصدمات التي تؤثر لاحقًا على بنية الشخصية.

أظهرت دراسات علمية جديدة أن العديد من الأخطاء تحدث في جينوم الأشخاص المصابين بصدمات نفسية. بعد علاج ناجح ، اختفت هذه الأخطاء مرة أخرى.

هناك أيضًا تغيرات جينية تنتقل إلى الأبناء وتجعلهم عرضة وراثيًا لأمراض معينة. في دراسة بشرية سويدية ، على سبيل المثال ، تم فحص العلاقة بين توافر الغذاء والاستعداد للمرض في الأجيال اللاحقة.

وجد عالما الوراثة ماركوس بيمبري ولارس أولوف بيغرين أن أحفاد الأجداد الذكور الذين لديهم الكثير من الطعام كانوا دائمًا عرضة للإصابة بمرض السكري. ربما حدثت هنا تغييرات جينية على الكروموسومات الجنسية.

حتى الأشخاص المصابين بصدمات نفسية يمكنهم نقل التغييرات فوق الجينية إلى الأجيال القادمة. يجب أن تساعد الأبحاث الإضافية في مجال علم التخلق في الكشف عن التغيرات اللاجينية المسببة للأمراض وعكسها.