Системы структурной наследственности
У генетически идентичных клеток инфузорий, таких как Tetrahymena и Paramecium, показано наследование различий в характере организации рядов ресничек на поверхности клетки. Экспериментально изменённый узор может быть передан дочерним клеткам. Вероятно, существующие структуры выступают в качестве шаблонов для новых структур. Механизмы такого наследования не ясны, но существуют причины полагать, что у многоклеточных организмов также есть системы структурной наследственности.
МикроРНК
В последнее время большое внимание привлечено к изучению роли в процессах регуляции генетической активности малых некодирующих РНК (miRNA). МикроРНК могут изменять стабильность и трансляцию мРНК путём комплементарного связывания с 3'-нетранслируемым участком мРНК.
Значение
Эпигенетическое наследование в соматических клетках играет важнейшую роль в развитии многоклеточного организма. Геном всех клеток почти одинаков, в то же время многоклеточный организм содержит различно дифференцированные клетки, которые по-разному воспринимают сигналы окружающей среды и выполняют различные функции. Именно эпигенетические факторы обеспечивают «клеточную память» .
Медицина
Как генетические, так и эпигенетические явления оказывают значительное влияние на здоровье человека. Известно несколько заболеваний, которые возникают из-за нарушения метилирования генов, а также из-за гемизиготности по гену, подверженному геномному импринтингу. В настоящее время разрабатывается эпигенетическая терапия, направленная на лечение этих заболеваний посредством воздействия на эпигеном и коррекции нарушений. Для многих организмов доказана связь активности ацетилирования/деацетилирования гистонов с продолжительностью жизни. Возможно, эти же процессы влияют и на продолжительность жизни людей.
|
|
|
Эволюция
Хотя эпигенетику в основном рассматривают в контексте соматической клеточной памяти, существует также ряд трансгенеративных эпигенетических эффектов, при которых генетические изменения передаются потомкам. В отличие от мутаций эпигенетические изменения обратимы и, возможно, могут быть направлены (адаптивны) . Поскольку большинство из них исчезает через несколько поколений, они могут носить характер лишь временных адаптаций. Также активно обсуждается вопрос о возможности влияния эпигенетики на частоту мутаций в определенном гене[13]. Было показано, что семейство белков цитозин-дезаминаз APOBEC/AID принимает участие как в генетической, так и в эпигенетической наследственности, используя схожие молекулярные механизмы. У многих организмов было обнаружено более 100 случаев трансгенеративных эпигенетических явлений[14].
|
|
|
Протеомика как наука, ее объект и место в молекулярной биологии.
Протеомика — область молекулярной биологии, основным предметом изучения которой являются белки, их функции и взаимодействия в живых организмах, в том числе — в человеческом. Основная задача протеомики — количественный анализ экспрессии белков в клетках в зависимости от их типа, состояния или влияния внешних условий . Протеомика осуществляет сравнительный анализ больших групп белков — от всех белков, вовлеченных в тот или иной биологический процесс до полного протеома.
Преимуществом протеомики перед геномикой является тот факт, что наличие какого-либо гена в геноме не означает, что с него производится транскрипция, а наличие транскрипта не означает, что с него происходит трансляция, а даже если происходит, то транскрипт не позволяет однозначно говорить о структуре белка, его созревании и локализации. Для ответа на эти вопросы и необходим арсенал современной протеомики.
Практические применения
Обнаружение биомаркеров биологических процессов
Биомаркер — молекула, наличие или отсутствие которой позволяет сделать вывод об протекании определённого клеточного процесса, или определить тип клетки. Нередко в роли биомаркеров выступают белки, например, белок Oct-4 позволяет идентифицировать эмбриональные стволовые клетки.
|
|
|
Применения в медицине
Сравнение протеомов здорового и больного пациентов позволяет выявить конкретные белки, потенциально вовлеченные в развитие болезни, которые в дальнейшем могут стать мишенями для новых лекарственных препаратов. Кроме того, если такие белки уже известны, анализ протеома может использоваться как метод ранней диагностики. Анализ протеома даёт больше информации, чем сравнение уровня экспрессии по мРНК, так как учитывает ещё и посттрансляционные модификации и альтернативный сплайсинг.
Уточнение аннотации генома
Исследование протеома позволяет подтверждать наличие предсказанных при помощи поиска открытых рамок считывания белков в клетке, обнаруживать варианты альтернативного сплайсинга.
Сравнительная протеомика
Сравнение протеомов двух организмов (необязательно близкородственных) позволяет выявить как общие для этих двух организмов белки, так и белки, которые обуславливают различия их фенотипов. Такой анализ может давать информацию, полезную для понимания эволюционного процессa, а иногда это позволяет определить ранее неизвестные функции белков. Например, при помощи сравнительной протеомики были выявлены белки Nilaparvata lugens, вовлеченные в процессы, связанные с размножением, чья экспрессия изменяется в ответ на обработку инсектицидами.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 324; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!