Если они не запланировали встречу в салоне для мелирования, многие люди, которые начинали со светлых волос, прощались со своими более светлыми волосами, когда они вырастали. Отпугивают ли стрессы взрослой жизни наши детские волосы? Или возьмем еще один пример детской черты, утраченной во взрослой жизни, - способность переваривать молочные продукты. Благодаря ферменту, называемому лактазой, большинство маленьких детей могут переваривать молоко. Но по мере взросления дети часто теряют эту способность. Что здесь происходит?
Все сводится к процессу, называемомурегуляция генов. Вот как наши гены выключаются и включаются для таких мелочей, как цвет волос и жизненно важные функции, такие как защита от рака.
Внутри нашего тела находятся триллионы клеток, и все они заняты выполнением своей работы, пока мы наслаждаемся своими днями. Каждая из этих клеток имеет ядро, содержащее нашу ДНК - генетический материал, переданный нам от наших родителей. ДНК состоит из различных последовательностей наших генов. Эти последовательности содержат указания для создания белков, которые будут выполнять определенную функцию клетки. Вот почему одна клетка может оказаться важной для ваших почек, а другая клетка формирует кости.
Когда ген выключен, он больше не дает указаний для создания белков. Это означает, что белки, необходимые для выполнения определенной работы, например, переносимости лактазы, не производятся. Подумайте о следовании направлениям движения на устройстве GPS в вашем автомобиле. Что происходит, когда вы едете под землей в туннеле? Земля над вами блокирует способность вашего GPS получать указания от своего спутника. Другими словами, направления замаскированы, и вы можете не знать, куда идти.
Эта метафора также является способом взглянуть на регуляцию генов. Однако когда дело доходит до генов, это не слой грязи и металла, преграждающий путь. Это может быть один (или несколько) из множества факторов: этапы вашего развития, окружающая среда, внутренние факторы, такие как гормоны и генетические мутации. Имея в виду весь спектр факторов, мы также можем показать, что регуляция генов - это не всегда плохо. Точно так же, как необходимость время от времени определять свое собственное направление может удовлетворять исследователя в каждом из нас, включение и выключение определенных генов может быть совершенно естественным процессом. Регулирование может помочь нашим клеткам вести себя правильно и помочь нам адаптироваться к окружающей среде.
Теперь, когда у вас есть краткий обзор генетической регуляции издалека, узнайте, что происходит внутри клетки, чтобы включать и выключать гены.
Три способа включения и выключения ваших генов
Хотя регуляция генов сложна и нам еще многое предстоит узнать, ученым известны три способа включения и выключения наших генов. Здесь мы коснемся всех трех.
Первый способ, которым наши гены получают большой красный или зеленый свет, этотранскрипция геновВо время транскрипции, первого шага в чтении направлений гена и получении белков, ядру клетки необходимо выяснить, как передать свои знания. Он делает это, копируя себя и отправляя копию, чтобы поделиться указаниями. Это похоже на то, как если бы вы заранее копировали маршруты проезда и делились ими со всеми остальными.
Конечно, если вы не можете добраться до этих направлений, вы также не можете ими поделиться. Именно так работает генная регуляция во время транскрипции. Белок, называемыйфактором транскрипции, может либо скрывать направления генов, либо раскрывать их, таким образом определяя, включен или выключен ген.
Недавние открытия открыли еще один способ регуляции генов. Эта новая область науки называетсяэпигенетика. Она изучает, как различные факторы окружающей среды и образа жизни могут изменить поведение наших генов, фактически не изменяя нашу генетическую структуру.
Итак, как что-то вроде воздействия опасностей окружающей среды может управлять нашими генами, фактически не изменяя их? Ответ черезметилирование ДНКВо время метилированияметильные группы - банда из одного углерода и трех атомов водорода - перемещаются и плюхаются на наши гены. Метильная группа сообщает этому гену, как себя вести. Некоторые из этих изменений в поведении, по-видимому, связаны с заболеваниями, поэтому исследователи пытаются разработать лекарства, которые могли бы их контролировать. Однако, поскольку эти разработки находятся в зачаточном состоянии, исследователи сталкиваются с проблемами непреднамеренного включения или отключения других видов поведения при попытке лечения только одного..
Раз уж мы заговорили о лекарствах, стимулирующих метилирование, давайте поговорим о том, как люди берут генетику в свои руки. Если наши гены будут включаться и выключаться на протяжении всего нашего развития или из-за внешних воздействий, можем ли мы вместо этого стать регулировщиками дорожного движения? Похоже на то.
Так же, как и при разработке эпигенетических лекарств, исследователи работают над подходами кгенной терапии На самом базовом уровне в новую область генной терапии добавляются здоровые гены. в области, где другие гены пропали, подверглись мутации или просто «выключены».«Надежда состоит в том, что здоровые гены дадут толчок тому, что должны делать молчащие или отсутствующие гены.
Если вы возьмете наш пример с GPS, это похоже на получение указаний от водителя в машине рядом с вами, поскольку ваш GPS не работает в туннеле. Однако, принимая во внимание все сложности того, как регулируются гены, и то, как мы с каждым днем узнаем все больше и больше о том, что делают отдельные гены и как они взаимодействуют, задача здесь состоит в том, чтобы разработать эффективную терапию. В конце концов, вспомните, сколько раз вы получали плохие указания.