18新利最新登入表观遗传学如何运作

如果双胞胎继承了同一组基因,他们怎么会如此不同呢?18新利最新登入"width=
如果双胞胎继承了同一组基因,他们怎么会如此不同呢?18新利最新登入
学士/ Photonica /盖蒂图片社

除非你碰巧有一个完全相同的兄弟姐妹,或者认识一对,否则你很有可能知道双胞胎部分是根据小说改编的。它们在次级文化、低俗文化和流行文化中无处不在,很难责怪艺术家们把它们拖进了画面。毕竟,对于一个痴迷于身份的物种来说,还有什么比隔着桌子看着自己的物理复制品更诱人的谜呢?

如果你看过一些虚构的双胞胎描述,你可能已经注意到,这些描述往往倾向于一个极端或另一个极端。这对双胞胎要么惊人地相似(比如《闪灵》(the Shining)中的小女孩),要么截然不同(比如《死灵》(Dead Ringers)中强势而顺从的双胞胎妇科医生)。当两个人看起来如此相似时,他们的不同之处就像他们的相似之处一样令人困惑。

广告

DNA在现代身份概念中起着核心作用,但随着我们对基因科学的理解提高,我们对是什么造就了我们的理解也在提高。长期以来,人类一直在进行先天与后天的辩论,这是一种隐含着命运与自由意志的困境。你之所以成为这样的人,是因为你生来如此,还是因为你在其中长大的世界?

显然,如果一个同卵双胞胎在城堡的贫民窟长大,而另一个在国王的宫殿里长大,他们很容易发育成截然不同的人,无论他们的基因多么相似。18新利最新登入领域表观遗传学通过脱落为这个问题增加了新的燃料环境、18新利最新登入营养和社会条件是如何影响基因表达的。宫里的双胞胎是由虐待她的继母带大的吗?难道贫民窟里的双胞胎要和充满烟斗烟的房子作斗争吗?一个人吃稀粥,另一个人吃油腻的甜点?这些因素会导致表观遗传变化,改变双胞胎基因的表达方式。18新利最新登入即使是饮食上的差异也会使双胞胎中的一个有患癌症的风险,而另一个则不会。

在这篇文章中,我们将研究遗传学这个迷人的领域是如何工作的,表观遗传变化如18新利最新登入何影响我们的生活,以及未来可能会发生什么。

广告

甲基化:从基因组到表型

DNA可能会为你提供一个基因计划,但各种因素会影响这个计划的表达方式。18新利最新登入"width=
DNA可能会为你提供一个基因计划,但各种因素会影响这个计划的表达方式。18新利最新登入
3 d4medical.com/3d4medical.com/盖蒂图片社

你玩过飞行模拟游戏吗?游戏可能提供了各种现实主义设置,允许玩家选择他们的游戏体验有多“真实”。18新利最新登入通常,你可以打开和关闭空中碰撞,或者决定你是否会耗尽弹药或气体.默认设置可能介于纯粹的模拟游戏和街机射击游戏之间,但游戏有可能变得更真实,这取决于你是否打开适当的选项。

事实证明,我们的基因以非常相似的方式工作。如果我们积累的遗传物质(或基因组)作为我们的节目,我们的游戏体验就是我们的表型即生物体可观察到的特征。一系列因素依次导致表观遗传过程,使不同的基因开启或关闭。

广告

20世纪40年代,科学家首次创造了“表观遗传”一词(字面意思是“基因组之上”),作为对基因组和表型之间发生的变化进行分类的一种方式。例如,为什么只有一个同卵双胞胎会得癌症,而不是两个都得癌症?为了了解发生了什么,科学家们更仔细地研究了它们之间的关系DNA还有细胞发育。

DNA存在于动物的细胞核内细胞这是一个位于每一分钟的中心的主程序,它造就了我们。酶附着碳和氢束(CH3.)称为甲基连接到DNA上,通常位于基因的开始处,也就是蛋白质附着激活基因的地方。如果蛋白质由于甲基的阻断而不能附着,那么基因通常是关闭的。科学家称这种特殊的表观遗传过程甲基化.这些束的排列在人的一生中可能会发生巨大的变化,但也可能在胚胎发育期间永久地固定下来。这完全取决于影响甲基分布的各种因素。

虽然表观遗传科学家将大部分研究都用于甲基化,但他们已经确定了许多不同类型的表观遗传过程。染色质修饰在这些过程中很重要。在细胞核内,DNA缠绕在成捆的组蛋白蛋白质的形成染色质,从而形成染色体。改变染色质的结构就改变了基因表达。各种化学基团通过附着在组蛋白上来达到这一目的。

18新利最新登入这一切是如何影响先天与后天之争的呢?请在下一页找到答案。

广告

自然与后天的表观遗传

我们是被父母遗传的基因所奴役,还是可以通过表观遗传变化来挣脱?"width=
我们是被父母遗传的基因所奴役,还是可以通过表观遗传变化来挣脱?
Hauke杜丝勒/看/盖蒂图片社

先天对后天的季后赛已经过半了。我们来计算一下比分。事实上,我们在很大程度上是基于从父母那里遗传来的基因,这当然是自然的一点,但我们的日常生活可以影响表观遗传变化的事实,肯定会让我们成为后天培养的一部分。有趣的是,接下来的小事实并没有打破平局——它让双方都得一分。根据我们现在所知道的,似乎至少有一些表观遗传变化是遗传的。

让我们回到电子游戏的类比。你的父母不仅会把核心程序传递给你,还会把他们使用过的一些实际游戏设置传递给你。一些染色质修饰转移到新合成的DNA和蛋白质。正如你所想象的,表观遗传变化的前景对我们的理解产生了巨大的影响进化.科学家们甚至重新评估了他们以前不相信的理论,比如18世纪科学家让-巴蒂斯特·拉马克的理论。虽然最近的研究结果并不完全支持拉马克的理论,即长颈鹿的脖子会在几代人伸手的过程中拉长食物在美国,有些证据无疑是拉马克式的。

广告

以水蚤为例。在一个充满捕食者的环境中,这种生物长出了巨大的防御性脊柱——即使在没有捕食者的环境中长大,它们的后代也会发育出这种特征。这个过程叫做跨代表观遗传.人类可能不必因为父亲感到威胁而与不断增长的防御性脊柱作斗争,但研究表明,各种行为和健康状况都是由于遗传的表观遗传变化造成的。新利国际网站品牌官网18新利最新登入

表观遗传变化也允许干细胞向专业化发展细胞,比如在大脑中发现的。虽然生物体依赖于这一重要过程,但表观遗传变化也会导致疾病。在某些情况下,被打开的基因是那些与使人衰弱的疾病有关的基因,比如如Angelman综合征.在其他情况下,表观遗传变化会关闭一个非常重要的基因。再次以电子游戏为例,有一定范围的设置适合生物,但设置过少或过多都会导致玩家不满意的游戏体验。科学家甚至认为在甲基化(酶附着在DNA上的化学束)可能通过打开太多促进生长的基因或关闭抑制肿瘤的基因而导致癌症。

什么样的因素会触发这些表观遗传开关?请在下一页找到答案。

广告

翻转遗传开关:表观遗传因素

18新利最新登入你的饮食选择有多大的利害关系?也许比你想的要多,考虑到表观遗传变化中涉及的营养因素。"width=
18新利最新登入你的饮食选择有多大的利害关系?也许比你想的要多,考虑到表观遗传变化中涉及的营养因素。
涌入制作/图像库/盖蒂图片社

你对表观遗传学研究得越多,就越会发现我们的生命只不过是一张可以打开或关闭的各种基因的清单。不想老得那么快?请点击这里。想要有点肥胖吗?用2号铅笔标记“是”或“否”。当然,最重要的是,我们仍在试图弄清楚哪些因素导致了基因答题卡上定义我们生活的哪些答案。

表观遗传变化,就像我们的许多重要过程一样,由我们的身体来处理。回想一下上一次你把晚餐烧糊了或者穿错袜子去上班的情形。你真的想直接控制你的心跳或者基因的表达方式吗?18新利最新登入不,所以你的身体会对你的环境做出反应,并为你照顾所有这些。与此同时,你的大脑(也就是说,你)开始关注像收集这样基本的解决问题的任务食物繁殖,记得关掉熨斗。然而,在我们的空闲时间,我们已经投入18新利最新登入了大量的精力来弄清楚我们的身体是如何运作的。因此,我们已经弄清楚了一些因素是如何引起表观遗传变化的。18新利最新登入

广告

营养例如俗话说,你吃什么就像什么。研究表明,一个人在童年时期缺18新利最新登入乏或过量的食物会导致表观遗传变化,从而导致糖尿病、肥胖和青春期提前。在饥荒时期有意义的适应性可以转移到生活在富足时期的子孙后代身上。基因在表观遗传学上被设定为应对不利条件,然后传递给可能享受更舒适条件的后代。实验还显示了食物是如何在子宫内引起表观遗传变化18新利最新登入的。科学家们通过给母鼠喂食富含大豆的食物来改变甲基化,从而影响了毛色并阻止了肥胖[来源:]。

教育:表观遗传学领域继续阐明父母照顾对心理健康的重要性。新利国际网站品牌官网实验发现,不经常梳理和喂养幼鼠的母鼠会生出焦虑的后代。这种糟糕的养育方式实际上改变了控制压力荷尔蒙产生的基因。这是大自然让年轻人为潜在的危险环境做准备的方式。在人类中,科学家观察到自杀受害者大脑中的甲基化变化。有关地区海马体大脑中影响情绪的部分,含有被关闭的基因。据估计,每五个自杀者中就有一个曾遭受过儿童虐待,这使得专家们考虑到有压力的成长和表观遗传变化之间可能存在的联系。经济学家]。

研究继续揭示表观遗传变化与我们环境和饮食中的各种因素之间的联系。18新利最新登入我们如何从这些知识中受益呢?请在下一页找到答案。

广告

表观遗传学的未来

一名科学研究人员在巴西圣保罗大学人类基因组研究中心的实验室里从胚胎干细胞中提取RNA。"width=
一名科学研究人员在巴西圣保罗大学人类基因组研究中心的实验室里从胚胎干细胞中提取RNA。
Mauricio Lima /法新社/盖蒂图片社

随着表观基因组知识的增长,我们继续了解更多关于我们消耗的物质和我们所处的社会环境如何影响我们基因的表达方式。18新利最新登入科学家们已经在重新思考生物进化的方式,以及性状是如何从父母遗传给后代的。18新利最新登入但是这些知识会在什么时候开始改变我们的生活方式呢?在什么情况下,我们能够通过服用一颗药丸来阻断或解除正确的基因组合,从而提高我们的生活质量?

虽然阻止衰老和微调人类基因组是非常令人敬畏的可能性,但表观遗传学家对发现治疗表观遗传疾病的方法更感兴趣。由于一些癌症是由于抑制肿瘤基因的失活而发生的,研究人员一直在努力开发重新激活它们的药物。例如,药物azacitidine就是以这种方式治疗白血病的。然而,找到要治疗的表观基因组的正确部分就像大海捞针一样。18新利最新登入一旦研究人员找到了他们想要影响的区域,表观遗传药物就不那么具体了。他们可能成功地阻断或解除想要治疗的基因,但也会影响其他基因,导致潜在的危险副作用。

广告

人类基因组计划完成后人类表观基因组计划目前正在努力绘制基因组和表型之间可能发生的变化的范围。然而,一旦完成,表观基因组图谱18新利最新登入也可能有助于确定哪些人有患某些疾病的风险,并鼓励改变生活方式,以防止错误的基因打开或关闭。

然而,面临危险的不仅仅是未来的药物。18新利最新登入表观遗传学的发现也迫使医生重新检查现有的药物。即使是阿扎胞苷,fda批准的第一个表观基因组药物,以前也被用于治疗骨髓干细胞疾病。直到发现了它的表观遗传效应之后,医生们才开始探索它在其他领域的用途。

干细胞也是表观遗传学家感兴趣的关键。通过研究表观遗传变化来决定18新利最新登入细胞随着干细胞的发展,最终有可能决定干细胞将发育成哪种组织类型。要了解更多关于此含18luck手机登录义的信息,请阅读18新利最新登入干细胞如何工作

与此同时,我们对表观遗传变化了解得越多,我们就越能意识到我们的行为不仅与我们自己的生活,而且与我们孩子的生活之间的相关性。当我们剥开另一个基因层来寻找我们是谁的时候,还有哪些谜团在等待着我们?

点击下一页的链接了解更多DNA

广告

更多信息18luck手机登录

相关的HowSt18新利最新登入uffWorks文章

更多优质链接

来源

  • 巴塔查里亚,Shaoni。"人类基因开关将被绘制"《新科学家》。2003年10月。(2008年10月3日)http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn4241
  • 布拉德伯里,简。"人类表观基因组计划开始运行"公共科学图书馆生物学》杂志上。2003年12月22日。(2008年10月3日)http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0000082&ct=1
  • Christen布朗利。“养育成为焦点。”科学新闻。2006年6月24日(2008年10月3日)http://www.thefreelibrary.com/Nurture+takes+the+spotlight:+decoding+the+environment's+role+in...-a0148858116
  • “表观遗传学”。大英百科全书在线版。2008.(2008年10月3日)http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1372811/epigenetics
  • Keim,布兰登。“嘘!你的DNA不是你的命运。”《连线》杂志。2005年8月16日。(2008年10月3日)http://www.wired.com/medtech/he新利国际网站品牌官网alth/news/2005/08/68468
  • 雷,马特。“表观遗传学”。环境卫生展望。新利国际网站品牌官网2006年3月。(2008年10月3日)http://www.ehponline.org/docs/2006/114-3/toc.html
  • “沉默的羔羊。”《经济学人》。5月10日。(2008年10月3日)http://www.economist.com/science/displaystory.cfm?story_id=11326195
  • 韦德,尼古拉斯。“解释双胞胎的差异。”《纽约时报》。2005年7月5日(2008年10月3日)http://www.nytimes.com/2005/07/05/he新利国际网站品牌官网alth/05gene.html
  • 年轻,艾玛。《改写达尔文:新的非基因遗传》《新科学家》。2008年7月12日。(2008年10月3日)http://www.science.org.au/nova/newscientist/098ns_003.htm

特色

广告

加载……
Baidu