Back to chapter

14.10:

تنظيم الوراثة الفوقية

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Epigenetic Regulation

Languages

Share

التنظيم اللاجيني يشير إلى التغييرات في التعبير الجيني الذي يمكن توريثه دون تغييرات على التسلسل الجيني. يحدث هذا خلال المسار الطبيعي للتنمية ويمكن أيضا أن يكون سبب العوامل البيئية مثل النظام الغذائي والتعرض للمواد السامة والإجهاد. يحدث التنظيم اللاجيني من خلال ثلاث آليات رئيسية:مثيلة الحمض النووي تعديل هيستون والعمليات القائمة على الحمض النووي الريبي.في مثيلة الحمض النووي الميثيل مجموعات CH3 تضاف إلى قواعد محددة. هذا يغير من قدرة البروتينات التنظيمية مثل عوامل النسخ لربط الحمض النووي. منع عادة الجين من أن يتم نسخها.يتضمن تعديل هيستون إضافة مجموعات كيميائية مثل مجموعات الميثيل أو الأسيتيل لبروتينات هيستون التي يلتف بها الدنا لتشكيل الكروماتين. تؤثر هذه التعديلات على كيفية طي الكروماتين بإحكام. إما فتحه مما يجعل من السهل نسخه أو تكثيف ذلك ومنع النسخ.أنواع مختلفة من حمض النووي ريبي يمكن أن يكون لها آثار جينية بما في ذلك حمض النووي الريبي الصغرى والرنا الصغيرة المتداخلة والتي يمكن أن تغير هيكل الكروماتين. والرسول RNA الذي يمكن ميثليته تغيير ترجمة الجينات. مهما كانت الآلية يتم تمرير هذه التعديلات إلى أسفل لخلايا ابنته وأحيانا حتى توفي عبر أجيال من الأفراد خلق تغييرات المظهرية على المدى الطويل دون تغييرات على الجينوم.

14.10:

تنظيم الوراثة الفوقية

تلعب آليات الوراثة اللاجينية دوراً أساسياً في النمو الصحي. على العكس من ذلك ، فإن الآليات اللاجينية المنظمة بدقة تتعطل في أمراض مثل السرطان.

في معظم الثدييات ، تمتلك الإناث اثنين من X كروموسومات (XX) في حين أن الذكور لديهم X و Y كروموسوم (XY). يحتوي كروموسوم X على جينات أكثر بكثير من كروموسوم Y. لذلك ، لمنع زيادة التعبير الجيني المرتبط بالكروموسوم X في الإناث ، يتم إسكات أحد الكروموسومات X بشكل عشوائي أثناء النمو المبكر. هذه العملية ، تسمى تعطيل الكروموسوم X ، و ينظمها مثيلة الحمض النووي. وجد العلماء أكبر مثيلة للحمض النووي في مواقع محفز الجينات على كروموسوم X غير النشط مقارنة بنظيره النشط. تمنع مثيلة الحمض النووي آلية النسخ من الالتصاق بمنطقة التحفيز ، وبالتالي تمنع نسخ الجينات.

_ تلعب مثيلة الحمض النووي غير الطبيعية دوراً مهماً في الإصابة بالسرطان. تحتوي منطقة التحفيز لمعظم الجينات على امتدادات من السيتوزين والنيوكليوتيدات الجوانين المرتبطة بمجموعة الفوسفات. تسمى هذه المناطق جزر CpG. في الخلايا السليمة ، لا يتم مثيلة جزر CpG. ومع ذلك ، في الخلايا السرطانية ، يتم مثيلة جزر CpG في المناطق المحفزة للجينات الكابتة للورم أو منظمات دورة الخلية بشكل مفرط. تقوم الميثيل بإيقاف التعبير عن هذه الجينات ، مما يسمح للخلايا السرطانية بالانقسام بسرعة وبشكل لا يمكن السيطرة عليه.

Suggested Reading

Weinhold, Bob. “Epigenetics: The Science of Change.” Environmental Health Perspectives 114, no. 3 (March 2006): A160–67. [Source]

Gudsnuk, Kathryn, and Frances A. Champagne. “Epigenetic Influence of Stress and the Social Environment.” ILAR Journal 53, no. 3–4 (December 2012): 279–88. [Source]

Simmons, Danielle “Epigenetic influence and disease.” Nature Education 1 no. 1 (2008):6  [Source]

Lim, Derek H. K., and Eamonn R. Maher. “DNA Methylation: A Form of Epigenetic Control of Gene Expression.” The Obstetrician & Gynaecologist 12, no. 1 (2010): 37–42. [Source]