Епігенетичні механізми (англ.)
Вигнутість хвоста у цих двох мишей залежить від епігенетичних чинників — метилювання ДНК
Епігене́тика — наука, що вивчає спадкові зміни в фенотипі (зовнішньому вигляді) або в експресії генів, що зумовлені іншими механізмами, ніж зміна послідовності нуклеотидів ДНК. Такі зміни можуть залишатися видимими протягом декількох клітинних поколінь чи навіть кількох поколінь живих організмів. Зміни в послідовності ДНК не відбуваються, натомість інші генетичні фактори змушують гени виявляти себе інакше. Найкращим прикладом епігенетиних змін для еукаріот є процес диференціації клітин. Протягом морфогенезу тотипотентні стовбурові клітини стають плюрипотентними клітинними лініями ембріону, які в свою чергу стають повністю диференційованими клітинами. Іншими словами, одна запліднена яйцеклітина — зигота, ділиться й диференціюється в різні види клітин, які наявні в живому організмі. Це здійснюється шляхом активації одних генів та інгібування інших.
Відомі епігенетичні механізми: метилювання ДНК; ремоделювання хроматину (метилювання, ацетилювання та деацетилювання гістонів); регуляція на рівні РНК, зокрема РНК-інтерференція; пріонізація білків; інактивація X-хромосоми.
Метилювання ДНК і ремоделювання хроматину
Оскільки фенотип клітини або організму в цілому залежить від того, які гени транскрибуються, успадкування транскрипційного статусу генів може призводити до епігенетичних ефектів. Є декілька рівнів регуляції експресії генів, перший з яких — ремоделювання хроматину, комплексу ДНК та асоційованих з нею білків — гістонів. Ремоделювання хроматину може ініціюватися:
Пост-транскрипційна регуляція
Іноді результат транскрипції гена прямо чи опосередковано регулює активність того ж гена. Наприклад, Hnf4 і MyoD посилюють транскрипцію багатьох генів, відповідно, печінки і м'язів, і є транскрипційними факторами. Інші епігенетичні зміни регулюються при експресії різних сплайс-варіантів РНК або при формуванні дволанцюгових молекул РНК (РНК інтерференція). Ці гени часто вмикаються і вимикаються за допомогою сигнальних систем клітини, але іноді в синцитії РНК передається між клітинами шляхом дифузії чи в складі екзосом.
Епігенетика та еволюція
Низка дослідників вважають, що епігенетичні чинники можуть відігравати роль у еволюції, забезпечуючи передачу інформації через покоління без зміни послідовності ДНК.
Література
Див. також
