Metilēšana ir viena oglekļa un trīs ūdeņraža atomu pievienošana citai molekulai. Šī parādība tiek uzskatīta par pēdējo vārdu veselības aprūpes jomā. Tas pavada gandrīz visas ķermeņa funkcijas.
Funkcijas
Metilgrupas (oglekļa un ūdeņraža atomi) piedalās:
- Ķermeņa reakcija uz stresa situācijām.
- Glutationa ražošana un pārstrāde. Tas darbojas kā galvenais antioksidants organismā.
- Hormonu, smago metālu un ķīmisko savienojumu detoksikācija.
- Kontrolēt iekaisumu.
- Izlabojiet bojātās šūnas.
- Imūnā atbilde un tās regulēšana, cīņa pret vīrusiem un infekcijām, T-elementu ražošanas kontrole.
Svarīgs ir arī DNS metilēšanas process. Apskatīsim to tuvāk.
Attīstības epiģenētiskā kontrole
DNS metilēšana veicina modeļu pārnešanu uz nākamās paaudzes šūnām mitozes laikā. Salīdzinoši nesen tika atklāts, ka terminālī notiek atomu grupu savienošanās processdiferencētām struktūrām ir noteikta saistība ar atmiņas veidošanos un sinaptisko plastiskumu. K. Millers un D. Svīts pētīja DNS metilēšanu. Parādības izpēte lika viņiem secināt, ka dezoksiribonukleīnskābes metilāzes aktivitāte dzīvniekiem būtiski palielinās jaunas informācijas iegaumēšanas laikā. Tas veicina to gēnu ekspresijas samazināšanos, kas nomāc atmiņas procesus. Turklāt autori norāda uz citu parādību. Pētnieki ziņo, ka reelīna proteīna gēna aktivizēšanos, kas veicina sinaptisko savienojumu izmaiņas un ir iesaistīta šizofrēnijas patoloģiskajā norisē, ietekmē atmiņas veidošanās. Šajā gadījumā noteicošais faktors ir demitalāzes enzīmi, kas nodrošina DNS demetilēšanu (atbrīvošanos no metilgrupām). Konstatētie fakti ļauj izdarīt vissvarīgāko secinājumu. DNS metilēšanai kā vienam no epiģenētiskajiem mehānismiem, kā arī tās apgrieztajai parādībai ir būtiska loma informācijas uzglabāšanā un iegaumēšanā. Šo domu apstiprina E. Kostas grupas pētījuma rezultāti. Ir konstatēts, ka glutamāta dekarboksilāzes un reelīna gēnu demilāciju pelēm var izraisīt mazas molekulas, kas traucē DNS instalāciju kodolā. Šie pētījumi norāda ne tikai uz iespēju mainīt dominējošo ideju par atmiņas veidošanos. Tie arī norāda, ka DNS metilēšana, kas iepriekš tika uzskatīta par pastāvīgu, ir dinamiska. Turklāt to var izmantot terapijā.
Funkcijas
Ideja, ka atmiņa un DNS metilēšana ir saistītas, nav jauna. Sinaptiskās transmisijas nosacījums ar histona acetilēšanu jau ir noteikts agrāk. Tie veido skeletu, ap kuru vijas DNS. Acetilēšana samazina histonu afinitāti pret nukleīnskābēm. Rezultātā tiek atvērta piekļuve DNS un citiem proteīniem, kas, cita starpā, ir saistīti ar gēnu aktivāciju. Faktiski CREBBP (saistošā proteīna) histona acetiltransferāzes aktivitāte, kas darbojas kā galvenais neironu transkripcijas faktors, ir saistīta ar šī proteīna ietekmi uz atmiņu. Turklāt histona dezacetilāzes inhibitoru lietošanas laikā tika konstatēts ilgtermiņa atmiņas pieaugums. Tas izraisīja histona acetilācijas paātrināšanos.
Hipotēzes
Sweet and Miller uzdeva šādu jautājumu par histona atkarīgo struktūras izteiksmes pazemināšanos. Ja tam var būt nozīme atmiņas regulēšanā, vai DNS metilēšanai būtu līdzīga ietekme? Šī parādība tika uzskatīta galvenokārt par līdzekli struktūru aktivitātes uzturēšanai mitozes un sistēmu veidošanās laikā. Tomēr nobriedušu zīdītāju smadzenēs tika novērota metilāžu intensitāte, neskatoties uz to, ka lielākā daļa tās šūnu nedalās. Sakarā ar to, ka aplūkotā parādība veicina gēnu ekspresijas nomākšanu, zinātnieki nevarēja noraidīt saistību starp metilāzēm un regulēšanas procesiem neironos.
Pieņēmumu pārbaude
Saldais un viņaKolēģi, pētot DNS metilēšanu un šīs parādības nozīmi atmiņas veidošanā, hipokampa sekcijas apstrādāja ar dezoksiribonukleīnskābes metiltransferāžu inhibitoriem. Viņi atklāja, ka tas novērš ilgstošas potenciācijas rašanos - sinaptisko savienojumu nostiprināšanos, reaģējot uz neironu aktivitāti. Šis process nosaka mācīšanās un atmiņas mehānismu darbību. Zinātnieki arī atklāja, ka inhibitori samazināja metilēšanas līmeni reelīna DNS. Tas norādīja uz viņa atgriezeniskumu.
Eksperimenti
Izlemjot turpināt pētījumus, Svīts un Millers sāka novērot izmaiņas metilēšanas modeļos pelēm modelī, kurā dzīvnieki mācās saistīt noteiktu atrašanās vietu ar nepatīkamiem stimuliem, īpaši viegliem satricinājumiem. Ar inhibitoriem ārstēto subjektu uzvedība izteica iespējamās mācīšanās grūtības. Novietojot vidē, kurā tiem vajadzēja baidīties, tie sasalst ievērojami retāk nekā kontroles dzīvnieki.
Secinājumi
Kā metilēšana var ietekmēt peļu atmiņu? Zinātnieki to skaidroja šādi. DNS ir diezgan daudz vietu, kuras var ietekmēt ūdeņraža un oglekļa atomu grupu pievienošana. Šajā sakarā pētnieki nolēma pievērsties šādai parādībai. Vispirms viņi pētīja gēnu metilēšanu, kuru loma atmiņas veidošanā jau bija noteikta. Pirmkārt, tika apsvērta joma, kurā tiek nomākti fosfatāzes proteīna atmiņas procesi. Samazināta izteiksmevar izraisīt pretējo. Patiešām, pēc stundu ilgas konteksta baiļu kondicionēšanas metilēšanas līmenis palielinājās vairāk nekā simtkārtīgi. Tajā pašā laikā mRNS līmenis CA1 hipokampu reģionā nedaudz, bet statistiski nozīmīgi samazinājās. Šis efekts ir konstatēts dzīvnieku smadzenēs ar nelielu ekstremitāšu trieciena un konteksta novitātes kombināciju. Atsevišķi šie stimuli neietekmē metilēšanu. Attiecīgi, pievienošanās grupām tiek veikta tikai ar reālu apmācību.
DNS metilēšana un novecošana
Vecuma problēmas un onkoloģiskās slimības ir viena no visvairāk apspriestajām tēmām. Daudzu gadu pētījumu laikā zinātnieki ir ierosinājuši dažādas teorijas un modeļus. Tomēr neviena koncepcija pašlaik pilnībā neatbild uz visiem jautājumiem. Tikmēr vislielākā interese par novecošanas problēmas risinājuma meklējumiem ir gēnu aktivitātes izmaiņu izpēte. Jo īpaši savu viedokli šajā jautājumā pauda profesors Aņisimovs. Viņš norāda, ka gēnu ekspresija (izpausme) cita starpā ir atkarīga no metilēšanas, kas var ietekmēt novecošanās ātrumu. Līdz 5% no dezoksiribonukleīnskābes citozīna atliekām tika pievienotas oglekļa un ūdeņraža atomu grupas, veidojot 5MC (5-metilcitozīnu). Šī bāze tiek uzskatīta par vienīgo konstanti augstāko organismu DNS. Grupu savienošana notiek abos pavedienos simetriski. 5 mC atlikumus vienmēr sedz guanīna atliekas. Tajā pašā laikā struktūrasveikt dažādas funkcijas. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka metilēšana ir iesaistīta gēnu aktivitātes regulēšanā. Izmaiņas grupām pievienošanās gaitā izraisa kļūdas transkripcijas līmenī.
Iemesli
Ar vecumu saistītā demetilēšana pirmo reizi tika aprakstīta 1973. gadā. Tas atklāja atšķirību grupu atdalīšanas pakāpē žurku audos. Smadzenēs demetilēšana bija aktīvāka nekā aknās. Pēc tam ar vecumu plaušās, kā arī ādas fibroblastu veidojumos tika konstatēts 5mC samazinājums. Pētnieki ierosināja, ka ar vecumu saistītā demetilēšana predisponē šūnas audzēja transformācijai. Šo parādību vienkāršā izteiksmē var attēlot šādi. Neaktīvs gēns ir pievienots metilgrupai. Ķīmisko reakciju ietekmē tas tiek atvienots. Attiecīgi gēns tiek aktivizēts. Atomu grupa darbojas kā drošinātājs. Jo mazāks to skaits, jo vairāk šūna būs diferencēta un attiecīgi vecāka, jo vairāk to būs, jo jaunāka tā būs. Klasisks, literatūrā plaši izmantots piemērs ir atsevišķu lašu sugu attīstība. Tika atklāta viņu ārkārtīgi ātrās nāves parādība tūlīt pēc nārsta. Vakar reproduktīvā vecuma jaunieši īsā laikā mirst. Bioloģiskā izteiksmē šī parādība ir paātrināta novecošanās, ko pavada masīva DNS demetilēšana.
Kā palīdzēt ķermenim?
Ir dažādi veidi, kāvar uzlabot iedzimto DNS metilēšanu. Starp populārākajiem ir:
- Ēdot svaigus zaļumus. Īpaši ieteicami ir lapu dārzeņi. Tie darbojas kā folijskābes avots, kas ir būtiska pareizai metilēšanai.
- B12 un B6 vitamīnu, riboflavīna uzņemšana. To avoti ir olas, zivis, mandeles, valrieksti, sparģeļi utt.
- Uzņemiet pietiekami daudz cinka un magnija. Tie nodrošina metilēšanas uzturēšanu.
- Probiotiku uzņemšana. Tie veicina B grupas vitamīnu un folijskābes uzņemšanu un uzsūkšanos.
Svarīgi ir arī līdz minimumam samazināt stresa situācijas, atteikties no sliktiem ieradumiem (dzeršana, smēķēšana). Jāraugās, lai toksiskās vielas neiekļūtu organismā. Šie savienojumi uzņem metilgrupas, noslogo aknas.
