+
اختياري

ما هو علم التخلق؟


المؤلف: د. حجم Termanis

هل تساءلت يوما ما الذي يحدد الاختلافات بين الخلايا في الجسم؟ ما الذي يحدد الاختلافات بين التوائم المتطابقة؟ كيف تتطور فراشة من اليرقة؟ لأن جميع الخلايا في الجسم لديها تسلسل الحمض النووي متطابقة (حمض الديوكسي الريبي النووي - الحمض النووي). التوائم المتماثلة لها مادة وراثية متطابقة. كاتربيلر وفراشة لها نفس تسلسل الحمض النووي ...
علم التخلق هي دراسة التعديلات الوراثية المحتملة لجينومنا (DNA) التي يمكنها تحديد هذه الاختلافات دون تغيير تسلسل الحمض النووي.

جسم الإنسان - خلايا متنوعة ، DNA

الحمض النووي هو المادة الوراثية الخاصة بنا ويحتوي على المعلومات اللازمة (في شكل جينات) التي تحتاجها الخلايا لأداء وظائفها.
هناك جينات تحتاجها كل خلية في جسمنا. هذه هي من بين الجينات الأخرى اللازمة لانقسام الخلايا (الانقسام) أو لإصلاح الحمض النووي في حالة حدوث ضرر. من ناحية أخرى ، هناك جينات مطلوبة لوظائف الخلية ، مثل الإشارات الكهروكيميائية للخلايا العصبية في الدماغ ، أو وظيفة تنظيف الكبد أو وظيفة العضلات.
تتطور جميع خلايانا خلال المراحل المبكرة من تطور ما يسمى "الخلايا الجذعية". الخلايا الجذعية ، وكذلك جميع الخلايا البالغة في الجسم لديها تسلسل الحمض النووي نفسه وبالتالي الجينات نفسها.

كيف يتم تحديد هذه الاختلافات؟

تكمن الإجابة على هذا السؤال في عبوات الحمض النووي في النواة. يبلغ طول الحمض النووي الخاص بنا ، عند تمديده بالكامل ، حوالي مترين. من أجل احتواء نواة 6 ميكرون (1 × 10-6 متر) ، يجب بالتالي ضغطها عدة مرات:
أولاً ، يدخل الحمض النووي إلى واحد الحلزون المزدوج لف (واتسون وكريك ، 1953 وجائزة نوبل 1962).
المرحلة التالية من التعبئة تتضمن بروتينات هيستون. تشكل هذه البروتينات مجمعات من ثمانية أجزاء (الثمانينات) ، والتي تتكون من 4 بروتينات مختلفة (H2A ، H2B ، H3 و H4) ، والتي تتواجد مرتين لكل منهما. إن التواء الحمض النووي بواسطة مثمنات هيستون يؤدي إلى سلسلة منتظمة من بروتين الحمض النووي. وتسمى وحدة الحمض النووي للبروتين في هذه "السلسلة" ذلك جسيم نووي (كورنبرغ ، 1970). تسمى "السلسلة" بأكملها الكروماتين.
أخيرًا ، يتم لف الكروماتين عدة مرات لينسجم مع نواة الخلية.
تحت المجهر يرى المرء أن مناطق مختلفة من الجينوم يتم تعبئتها بشكل مختلف في نواة الخلية. هذا يختلف في أنواع الخلايا المختلفة. تسمى المناطق المكتظة الكثيفة "المغاير"والمناطق المفتوحة تسمى"كروماتين حقيقي". وبالتالي ، يمكن تنظيم إمكانية وصول الجينات لآلات الخلايا وبالتالي نشاط الجينات. الجينات التي لا تحتاج إليها الخلايا يتم تعبئتها بإحكام وإيقافها ("مخفية") ، والجينات التي تتطلب خلايا لوظائفها تكون معبأة بشكل أقل كثافة ("مفتوحة"). وبالتالي ، قد يكون مستوى التعبئة علامة "START" أو "STOP" للخلية لاستخدام جينات معينة وتجاهل جينات أخرى.
يمكن أن تتأثر درجة التعبئة من الحمض النووي بطرق مختلفة. من ناحية عن طريق التعديلات الكيميائية للحمض النووي والبروتينات هيستون المرتبطة بها ومن ناحية أخرى عن طريق الحركة الميكانيكية للنيوكليوزومات.
دراسة هذه الآليات هي علم التخلق.
"برنامج التحصين الموسع" = أعلاه / على (اليونانية القديمة)
"علم التخلق" = أعلاه / في علم الوراثة ؛ آليات تنظيم الجينات التي لا تغير تسلسل الوراثة / الحمض النووي الأساسي. التغيرات الوراثية ، مثل تسلسل الحمض النووي ، يمكن أن تكون وراثية.
تناقش المقاطع التالية الآليات اللاجينية ، وتعبيرها عن البشر والطبيعة ، ودليل على وراثة هذه الأبحاث الحديثة.