Μεθυλίωση είναι η προσθήκη ενός ατόμων άνθρακα και τριών ατόμων υδρογόνου σε ένα άλλο μόριο. Το φαινόμενο αυτό θεωρείται η τελευταία λέξη στο χώρο της υγειονομικής περίθαλψης. Συνοδεύει σχεδόν όλες τις λειτουργίες του σώματος.
Λειτουργίες
Ομάδες μεθυλίου (άτομα άνθρακα και υδρογόνου) συμμετέχουν σε:
- Η ανταπόκριση του οργανισμού σε στρεσογόνες καταστάσεις.
- Παραγωγή και επεξεργασία γλουταθειόνης. Λειτουργεί ως βασικό αντιοξειδωτικό στον οργανισμό.
- Αποτοξίνωση ορμονών, βαρέων μετάλλων και χημικών ενώσεων.
- Έλεγχος της φλεγμονής.
- Επισκευάστε κατεστραμμένα κύτταρα.
- Η ανοσοαπόκριση και η ρύθμισή της, η καταπολέμηση ιών και λοιμώξεων, ο έλεγχος της παραγωγής των στοιχείων Τ.
Η διαδικασία της μεθυλίωσης του DNA είναι επίσης σημαντική. Ας το ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.
Επιγενετικός έλεγχος της ανάπτυξης
Η
Η μεθυλίωση DNA προάγει τη μετάδοση μοτίβων στην επόμενη γενιά κυττάρων κατά τη διάρκεια της μίτωσης. Σχετικά πρόσφατα, διαπιστώθηκε ότι η διαδικασία ένωσης ομάδων ατόμων στο τερματικόΟι διαφοροποιημένες δομές έχουν σαφή σχέση με το σχηματισμό μνήμης και τη συναπτική πλαστικότητα. Οι K. Miller και D. Sweet ερεύνησαν τη μεθυλίωση του DNA. Η μελέτη του φαινομένου τους οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η δραστηριότητα της μεθυλάσης του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος αυξάνεται σημαντικά στα ζώα κατά την απομνημόνευση νέων πληροφοριών. Αυτό συμβάλλει στη μείωση της έκφρασης των γονιδίων που καταστέλλουν τις διαδικασίες μνήμης. Επιπλέον, οι συγγραφείς επισημαίνουν ένα άλλο φαινόμενο. Οι ερευνητές αναφέρουν ότι η ενεργοποίηση του γονιδίου της πρωτεΐνης reelin, που προωθεί αλλαγές στις συναπτικές συνδέσεις και εμπλέκεται στην παθολογική πορεία της σχιζοφρένειας, επηρεάζεται από το σχηματισμό μνήμης. Σε αυτή την περίπτωση, ο καθοριστικός παράγοντας είναι τα ένζυμα δεμιταλάση που παρέχουν απομεθυλίωση του DNA (απελευθέρωση από μεθυλομάδες). Τα διαπιστωμένα δεδομένα μας επιτρέπουν να βγάλουμε το πιο σημαντικό συμπέρασμα. Η μεθυλίωση του DNA ως ένας από τους επιγενετικούς μηχανισμούς, καθώς και το αντίστροφο φαινόμενο της, παίζουν ουσιαστικό ρόλο στην αποθήκευση και απομνημόνευση πληροφοριών. Αυτή η ιδέα επιβεβαιώνεται από τα αποτελέσματα μελέτης της ομάδας του Ε. Κόστα. Έχει βρεθεί ότι η απομυλίωση των γονιδίων αποκαρβοξυλάσης γλουταμινικού και ρεελίνης μπορεί να γίνει σε ποντίκια από μικρά μόρια που παρεμβαίνουν στην εγκατάσταση του DNA στον πυρήνα. Αυτές οι μελέτες δείχνουν όχι μόνο τη δυνατότητα αλλαγής της κυρίαρχης ιδέας για το σχηματισμό της μνήμης. Υποδεικνύουν επίσης ότι η μεθυλίωση του DNA, που προηγουμένως θεωρούνταν μόνιμη, είναι δυναμική. Επιπλέον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία.
Λειτουργίες
Η ιδέα ότι η μνήμη και η μεθυλίωση του DNA συνδέονται δεν είναι νέα. Η προϋπόθεση της συναπτικής μετάδοσης με ακετυλίωση ιστόνης έχει ήδη καθιερωθεί νωρίτερα. Σχηματίζουν τον σκελετό γύρω από τον οποίο τυλίγει το DNA. Η ακετυλίωση οδηγεί σε μείωση της συγγένειας των ιστονών για τα νουκλεϊκά οξέα. Ως αποτέλεσμα, ανοίγει η πρόσβαση στο DNA και σε άλλες πρωτεΐνες που σχετίζονται, μεταξύ άλλων, με την ενεργοποίηση γονιδίων. Στην πραγματικότητα, η δραστηριότητα της ακετυλοτρανσφεράσης της ιστόνης της CREBBP (μια πρωτεΐνη δέσμευσης), η οποία δρα ως βασικός νευρωνικός μεταγραφικός παράγοντας, έχει συσχετιστεί με την επίδραση αυτής της πρωτεΐνης στη μνήμη. Επιπλέον, διαπιστώθηκε αύξηση της μακροπρόθεσμης μνήμης κατά τη χρήση αναστολέων αποακετυλάσης ιστόνης. Οδήγησε σε επιτάχυνση της ακετυλίωσης ιστόνης.
Υποθέσεις
Οι Sweet και Miller έθεσαν την ακόλουθη ερώτηση σχετικά με την εξαρτώμενη από ιστόνη προς τα κάτω ρύθμιση της έκφρασης της δομής. Εάν μπορεί να παίξει ρόλο στη ρύθμιση της μνήμης, θα είχε παρόμοια επίδραση η μεθυλίωση του DNA; Αυτό το φαινόμενο θεωρήθηκε κυρίως ως μέσο διατήρησης της δραστηριότητας των δομών κατά τη μίτωση και το σχηματισμό συστημάτων. Ωστόσο, στον εγκέφαλο των ώριμων θηλαστικών παρατηρήθηκε η ένταση των μεθυλασών, παρά το γεγονός ότι τα περισσότερα κύτταρα του δεν διαιρούνται. Λόγω του γεγονότος ότι το υπό εξέταση φαινόμενο συμβάλλει στην καταστολή της γονιδιακής έκφρασης, οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να απορρίψουν την πιθανότητα σύνδεσης μεταξύ μεθυλασών και ρυθμιστικών διεργασιών στους νευρώνες.
Έλεγχος υποθέσεων
Ο γλυκός και ο δικός τουΟι συνάδελφοι, μελετώντας τη μεθυλίωση του DNA και τη σημασία αυτού του φαινομένου στο σχηματισμό μνήμης, αντιμετώπισαν τμήματα του ιππόκαμπου με αναστολείς των μεθυλτρανσφερασών του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Διαπίστωσαν ότι αυτό εμποδίζει την έναρξη της μακροπρόθεσμης ενίσχυσης - την ενίσχυση των συναπτικών συνδέσεων ως απόκριση στη νευρωνική δραστηριότητα. Αυτή η διαδικασία καθορίζει τη λειτουργία των μηχανισμών μάθησης και μνήμης. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης ότι οι αναστολείς μείωσαν το επίπεδο μεθυλίωσης στο DNA της ρεελίνης. Αυτό έδειξε την αναστρεψιμότητα του.
Πειράματα
Αποφασίζοντας να προχωρήσουν περαιτέρω την έρευνά τους, οι Sweet και Miller άρχισαν να παρατηρούν αλλαγές στα μοτίβα μεθυλίωσης σε ποντίκια σε ένα μοντέλο στο οποίο τα ζώα μαθαίνουν να συσχετίζουν μια συγκεκριμένη τοποθεσία με δυσάρεστα ερεθίσματα, συγκεκριμένα ήπια σοκ. Η συμπεριφορά των ατόμων που έλαβαν θεραπεία με αναστολείς εξέφραζε τις πιθανές δυσκολίες μάθησης. Όταν τοποθετήθηκαν σε ένα περιβάλλον στο οποίο θα έπρεπε να φοβούνται, πάγωσαν πολύ λιγότερο συχνά από τα ζώα ελέγχου.
Συμπεράσματα
Πώς μπορεί η μεθυλίωση να επηρεάσει τη μνήμη των ποντικών; Οι επιστήμονες το εξήγησαν ως εξής. Υπάρχουν πολλές θέσεις στο DNA που μπορούν να επηρεαστούν από την προσθήκη ομάδων ατόμων υδρογόνου και άνθρακα. Από αυτή την άποψη, οι ερευνητές αποφάσισαν να στραφούν στο ακόλουθο φαινόμενο. Αρχικά μελέτησαν τη μεθυλίωση γονιδίων των οποίων ο ρόλος στο σχηματισμό μνήμης είχε ήδη αποδειχθεί. Αρχικά, εξετάστηκε η περιοχή όπου καταστέλλονται οι διαδικασίες μνήμης της πρωτεΐνης φωσφατάσης. Μειωμένη έκφρασημπορεί να προκαλέσει το αντίθετο. Πράγματι, μετά από μια ώρα προσαρμογής του φόβου με βάση τα συμφραζόμενα, τα επίπεδα μεθυλίωσης αυξήθηκαν περισσότερο από εκατό φορές. Ταυτόχρονα, τα επίπεδα mRNA στην CA1 περιοχή του ιππόκαμπου υπέστησαν μια ελαφρά αλλά στατιστικά σημαντική μείωση. Αυτό το φαινόμενο εντοπίζεται στον εγκέφαλο των ζώων με έναν συνδυασμό μικρού σοκ στα άκρα και την καινοτομία του πλαισίου. Μεμονωμένα, αυτά τα ερεθίσματα δεν παρέχουν καμία επίδραση στη μεθυλίωση. Αντίστοιχα, η ένταξη σε ομάδες πραγματοποιείται αποκλειστικά με πραγματική εκπαίδευση.
Μεθυλίωση DNA και γήρανση
Τα προβλήματα ηλικίας και οι ογκολογικές ασθένειες είναι από τα πιο συζητημένα θέματα. Κατά τη διάρκεια πολλών ετών έρευνας, οι επιστήμονες έχουν προτείνει μια ποικιλία από θεωρίες και μοντέλα. Ωστόσο, καμία ενιαία έννοια δεν απαντά επί του παρόντος σε όλες τις ερωτήσεις πλήρως. Εν τω μεταξύ, το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για την αναζήτηση λύσης στο πρόβλημα της γήρανσης είναι η μελέτη των αλλαγών στη γονιδιακή δραστηριότητα. Ειδικότερα, ο καθηγητής Anisimov εξέφρασε την άποψή του για το θέμα αυτό. Επισημαίνει ότι η έκφραση (έκφραση) των γονιδίων εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από τη μεθυλίωση, η οποία μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό γήρανσης. Έως και 5% των υπολειμμάτων κυτοσίνης του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος υπέστη την προσθήκη ομάδων ατόμων άνθρακα και υδρογόνου με το σχηματισμό 5MC (5-μεθυλοκυτοσίνη). Αυτή η βάση θεωρείται η μόνη σταθερά στο DNA των ανώτερων οργανισμών. Η ένωση των ομάδων γίνεται και στα δύο νήματα συμμετρικά. Τα υπολείμματα των 5 mC καλύπτονται πάντα από υπολείμματα γουανίνης. Παράλληλα οι δομέςεκτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η μεθυλίωση εμπλέκεται στη ρύθμιση της γονιδιακής δραστηριότητας. Οι αλλαγές στην πορεία ένταξης σε ομάδες προκαλούνται από αποτυχίες στο επίπεδο μεταγραφής.
Λόγοι
Η απομεθυλίωση που σχετίζεται με την ηλικία περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1973. Αυτό αποκάλυψε μια διαφορά στον βαθμό διαχωρισμού των ομάδων στους ιστούς των αρουραίων. Στον εγκέφαλο, η απομεθυλίωση ήταν πιο ενεργή από ότι στο ήπαρ. Στη συνέχεια, διαπιστώθηκε μείωση των 5 mC με την ηλικία στους πνεύμονες, καθώς και στους σχηματισμούς ινοβλαστών του δέρματος. Οι ερευνητές πρότειναν ότι η απομεθυλίωση που σχετίζεται με την ηλικία προδιαθέτει τα κύτταρα σε μετασχηματισμό όγκου. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να αναπαρασταθεί με απλούς όρους ως εξής. Ένα ανενεργό γονίδιο συνδέεται με μια ομάδα μεθυλίου. Υπό την επίδραση χημικών αντιδράσεων, αποσυνδέεται. Αντίστοιχα, το γονίδιο ενεργοποιείται. Μια ομάδα ατόμων λειτουργεί ως θρυαλλίδα. Όσο μικρότερος είναι ο αριθμός τους, τόσο περισσότερο θα διαφοροποιείται το κύτταρο και, κατά συνέπεια, μεγαλύτερο, όσο περισσότερα από αυτά, τόσο νεότερο θα είναι. Ένα κλασικό παράδειγμα που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιβλιογραφία είναι η ανάπτυξη ορισμένων ειδών σολομού. Αποκαλύφθηκε το φαινόμενο του εξαιρετικά γρήγορου θανάτου τους αμέσως μετά την ωοτοκία. Χθες, νεαρά άτομα αναπαραγωγικής ηλικίας πεθαίνουν σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σε βιολογικούς όρους, αυτό το φαινόμενο είναι η επιταχυνόμενη γήρανση, η οποία συνοδεύεται από μαζική απομεθυλίωση του DNA.
Πώς να βοηθήσετε το σώμα;
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίουςμπορεί να βελτιώσει την έμφυτη μεθυλίωση του DNA. Μεταξύ των πιο δημοφιλών είναι:
- Τρώγοντας φρέσκα χόρτα. Συνιστώνται ιδιαίτερα τα φυλλώδη λαχανικά. Λειτουργούν ως πηγή φυλλικού οξέος, το οποίο είναι απαραίτητο για τη σωστή μεθυλίωση.
- Λήψη βιταμινών Β12 και Β6, ριβοφλαβίνης. Οι πηγές τους είναι αυγά, ψάρια, αμύγδαλα, καρύδια, σπαράγγια κ.λπ.
- Παίρνετε αρκετό ψευδάργυρο και μαγνήσιο. Παρέχουν διατήρηση της μεθυλίωσης.
- Λήψη προβιοτικών. Συμβάλλουν στη λήψη και απορρόφηση των βιταμινών της ομάδας Β και του φολικού οξέος.
Είναι επίσης σημαντικό να ελαχιστοποιήσετε τις στρεσογόνες καταστάσεις, να εγκαταλείψετε τις κακές συνήθειες (ποτό, κάπνισμα). Πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να μην εισχωρούν τοξικές ουσίες στο σώμα. Αυτές οι ενώσεις παίρνουν ομάδες μεθυλίου, φορτώνουν το συκώτι.
