اپی‌ژنتیک

اپی‌ژنتیک (یا وراژن‌شناسی[1]) مطالعهٔ اختلافات سلولی و فیزیولوژیکی است که بوسیلهٔ تغییر در توالی DNA ایجاد نمی‌شود، اپی‌ژنتیک اصولاً مطالعهٔ عوامل خارجی یا محیطی است که باعث روشن یا خاموش شدن ژن‌ها می‌شود و بر روی چگونگی خوانده‌شدن ژن‌ها اثر می‌گذارد.[2]

مکانیزم‌های وراژن‌شناسی

از این رو، تحقیقات اپی‌ژنتیک در جستجوی توصیف دگرگونی‌های دینامیک در پتانسیل رونویسی سلول است. اگرچه استفاده از لفظ اپی برای توصیف پروسه‌هایی که توارث پذیر نیستند بحث‌برانگیز است، این دگرگونی‌ها ممکن است توارث پذیر بوده یا نباشند.[3] بر خلاف ژنتیک که بر پایهٔ تغیرات در توالی DNA (ژنوتیپ) است، تغیرات در بیان ژن یا فنوتیپ سلولی اپی‌ژنتیک دلایل دیگری دارد. به این دلیل از پیشوند اپی برگرفته از επί- یونانی به معنای بالا، فراتر یا اطراف استفاده گردیده است.[4][5]

مثال‌هایی از مکانیسم‌هایی که این تغیرات را ایجاد می‌کنند متیلاسیون DNA و اصلاحات هیستونی است که هرکدام باعث تغییر در بیان شدن ژن می‌شوند بی آنکه تغیری در توالی DNA مسئول ایجاد کنند. بیان ژن بوسیلهٔ فعالیت پروتئین‌های سرکوب‌گر که به مناطق خاموش‌کننده DNA می‌چسبند، کنترل می‌شود. این تغیرات اپی‌ژنتیکی ممکن است در طول تقسیم سلول و در دوران زندگی سلول و همچنین شاید طی نسل‌های متمادی باقی بماند، گرچه تغیری در توالی DNA مسئول دیده نمی‌شود.[6] در عوض این فاکتورهای غیر ژنتیکی باعث می‌شوند تا ژن‌های یک ارگانیسم رفتار یا بیان مختلفی نشان دهند.[7]

مثالی از تغیر اپی‌ژنتیکی در یوکاریوت، پروسهٔ تمایز سلولی است. در طی ریخت زایی (مورفوژنز) سلول‌های بنیادی همه‌توان، تبدیل به رده‌های سلولی چند توانه جنینی شده که به نوبه خود تبدیل به سلول‌های کاملاً تمایز یافته می‌شوند. به این معنی که سلول تخم -زیگوت- به تقسیم شدن ادامه می‌دهد و سلول‌های دختر ایجاد شده تبدیل به تمام انواع مختلف سلول در یک جاندار از جمله عصب، سلول‌های عضله، بافت پوششی (اپی تلیوم)، بافت درون رگی (اندوتلیوم)، رگ‌های خونی و غیره می‌شوند که به وسیلهٔ فعال کردن برخی ژن‌ها در حین غیرفعال کردن بیان برخی دیگر ایجاد می‌شود.[8]

نظریهٔ اپی‌ژنتیکی

نظریهٔ اپیژنتیکی نظریه‌ای است ناشی از توسعه‌ای که منشأ ژنتیکی رفتار و همچنین تأثیر مستقیمی که نیروهای محیط زیست به مرور زمان روی بیان آن ژن‌ها می‌گذارند را شامل می‌شود. قضیه بر تعامل پویای بین این دو توانایی در طی توسعه تمرکز می‌کند.

تعامل برانگیزترین ایده‌های توسعه در شکل‌های گوناگون و زیر نام‌های متفاوت در سراسر سده‌های نوزدهم و بیستم مورد بحث قرار گرفته‌است. یک ایدهٔ اولیه در میان اظهارات بنیادین در جنین شناسی، توسط کال ارنست وان بایر پیشنهاد شد و توسط ارنست هایکل تعمیم داده شد. یک رویکرد متفاوت به نام "اثر بالدوینِ" جیمز مارک بالدوین در گفتمان معاصر برجسته‌است؛ و یک دیدگاه اپی‌ژنتیکی بنیانی (زیست‌شناسی فیزیولوژیکی) توسط پائول ونتربرت توسعه یافت. نوع دیگر اپی ژنسیز احتمالاتی توسط گیلبرت گوتلیب در سال ۲۰۰۳ ارائه شد.

اپی ژنز احتمالاتی

اپی ژنسیز احتمالاتی دیدگاهی است که بیان می‌کند تأثیر دوطرفه‌ای بر مبنای چهار سطح تجزیه تحلیل، بر توسعهٔ یک ارگانیسم وجود دارد. این چهار سطح از تجزیه تحلیل‌ها عبارت است از فعالیت محیطی (اجتماعی، فیزیکی و فرهنگی)، رفتار، عصبی و فعالیت ژنتیکی.[9] این دیدگاه شامل تمام عوامل ممکن در حال توسعه روی یک ارگانیسم و نه تنها اینکه چطور ارگانیسم و یکدیگر را تحت تأثیر قرار می‌دهند بلکه همچنین شامل اینکه چطور ارگانیسم، توسعهٔ خود را تحت تأثیر قرار می‌دهد، می‌باشد.

با توجه به روانشناسی رشد، اریک اریکسون ایده‌ای به نام اصل اپی‌ژنتیک را توسعه داد که بیانگر این است که چطور ما از طریق آشکارسازی شخصیتمان در مراحل از پیش تعیین شده و تحت تأثیر محیط زیست و فرهنگ اطرافمان توسعه یافتیم. این آشکارسازی بیولوژیکی در با تنظیمات اجتماعی و فرهنگی در مراحل رشد روانی انجام شده، که «پیشرفت در هر مرحله با موفقیت یا عدم موفقیتمان در مراحل قبلی مشخص شده‌است.»[10]

قضیهٔ اپی‌ژنتیک سیر تکاملی را به عنوان نتیجهٔ یک تبادل دوطرفهٔ در حال انجام بین محیط و وراثت در نظر می‌گیرد.[11]

محدودهٔ تأثیرات محیطی شامل چیزهایی است که ما تحت تربیت، مانند پدر و مادر، پویایی خانواده، تحصیل و کیفیت همسایگی در برخورد با ویروس‌ها و اتفاقات داخل سلول، کسب می‌کنیم.[12] علاوه بر این، نظریه ابعاد فرهنگی هافستد می‌گوید که فرهنگ‌های مختلف منجر به تأثیرات زیست‌محیطی به طرق مختلف می‌شود.[13]

از آنجا که نظریه اپیژنتیکی متکی بر محیط زیست (که در میان فرهنگ‌های مختلف متفاوت است) و وراثت به عنوان عامل مؤثر بر توسعه‌ای است، که بیان می‌کند کجا و چطور رشد افراد می‌تواند رشد بالقوه‌شان را پیش‌بینی کند. وضعیت اجتماعی و اقتصادی می‌تواند به تأثیرات زیست‌محیطی کمک کند، به عنوان مثال دسترسی به غذاهای سالم، دارو و مراقبت موجب تسهیل توسعه مثبت است. ژن‌ها، در طول یک دوره حیات پروتئین‌ها را تولید می‌کنند، که این پروتئین‌ها می‌توانند در محیط‌های مختلف متفاوت باشد. با این وجود نظریهٔ اپی‌ژنتیک بیان می‌کند که ژن‌هایی که مشترک هستند، تعیین کنندهٔ صفات فردی در شیوه‌ای مستقل نیستند، بلکه صفات را وابسته به محیط تعیین می‌کنند،[12] هیچ اجماعی بر روی اینکه چه درصدی از طبیعت یا پرورش ما باعث به وجود آمدن ما می‌شود، وجود ندارد.

پایه مولکولی

تغیرات اپی‌ژنتیکی فعالیت ژنهای خاصی را کنترل می‌کند. پروتئینهای کروماتینی متصل به DNA ممکن است فعال یا خاموش باشند. این دلیلی است که چرا سلولهای تمایز یافته در جاندار پرسلولی تنها ژن‌های مورد نیاز برای فعالیت خاص خود را بیان می‌کنند. بعضی علامت‌های اپی‌ژنتیکی وقتی سلولها تقسیم می‌شوند باقی می‌مانند و بعضی علامت‌ها هم در حین تقسیمات و در طی تمایز سلولی ایجاد می‌شوند. اکثر تغیرات در طول زندگی یک جاندار اتفاق می‌افتد ولی اگر غیرفعال شدن در سول اسپرم یا تخمک که لقاح می‌یابند اتفاق افتد، برخی تغیرات اپی‌ژنتیکی به نسل بعد منتقل می‌شود (که به این موضوع نشانه گذاری اپی‌ژنتیکی یا Epigenetic bookmarking می‌گویند).[14] این مسئله سؤالی را برمی‌انگیزد که آیا تغیرات اپی‌ژنتیکی در جاندار موجب تغیر پایه‌ای در ساختار DNA می‌شود یا خیر. (فرمی از لامارکیسم)

در سال ۲۰۱۱ نشان داده شد که متیله شدن RNA پیام‌رسان هم در هم‌ایستایی انرژی انسان نقش کلیدی‌ای دارد.[15] این موضوع پروندهٔ تازه‌ای را برای فراژنتیک (تاثیر محیط بر ژن ها) RNA بازگشود.

جستارهای وابسته

منابع
  1. «وَراژن‌شناسی» [ژن‌شناسی] هم‌ارزِ «اپی‌ژنتیک» (به انگلیسی: epigenetics)؛ منبع: گروه واژه‌گزینی. جواد میرشکاری، ویراستار. دفتر هفتم. فرهنگ واژه‌های مصوب فرهنگستان. تهران: انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۷۵۳۱-۹۴-۸ (ذیل سرواژهٔ وراژن‌شناسی)
  2. https://icahn.mssm.edu/research/institutes/friedman-brain-institute/research/epigenetics
  3. Ledford H (2008). "Disputed definitions". Nature 455 (7216): 1023–8. doi:10.1038/4551023a. PMID 18948925
  4. pector, Tim (2012). Identically Different: Why You Can Change Your Genes. London: Weidenfeld & Nicolson. p. 8. Just over ten years ago researchers found that the diets of pregnant mothers could alter the behaviour of genes in their children and that these changes could last a lifetime and then be passed on in turn to their children. The genes were literally being switched on or off by a new mechanism we call epigenetics – meaning in Greek 'around the gene'. Contrary to traditional genetic dogma, these changes could be transferred to the next generation. In this case the mothers just happened to be rats, but recent similar findings in humans have created a revolution in our thinking.
  5. Carey N. (2011): Epigenetics revolution: How modern biology is rewriting our understanding of genetics, disease and inheritance. Icon Books, London, ISBN 978-1-84831-315-6; ISBN 978-1-84831-316-3.
  6. Bird A (May 2007). "Perceptions of epigenetics". Nature 447 (7143): 396–8. Bibcode:2007Natur.447..396B. doi:10.1038/nature05913. PMID 17522671.
  7. "Special report: 'What genes remember' by Philip Hunter | Prospect Magazine May 2008 issue 146". Web.archive.org. 1 May 2008. Retrieved 26 July 2012.
  8. Reik W (May 2007). "Stability and flexibility of epigenetic gene regulation in mammalian development". Nature 447 (7143): 425–32. Bibcode:2007Natur.447..425R. doi:10.1038/nature05918. PMID 17522676.
  9. ^ Gilbert Gottlieb, "Probabilistic epigenesis", Developmental Science 10:1, (2007), 1-11
  10. Boeree, C. George, (1997/2006),Personality Theories, Eric Ericson
  11. Gottlieb,G. , (1991). Epigenetic systems view of human development. Developmental Psychology, 27(1), 33-34.
  12. Santrock, J.W. (2007). Biological beginnings. In J.W. Santrock (4Ed.), A topical approach to life-span development, (pp. 69-70). New York, New York: McGraw Hill Companies, Inc.
  13. Gottlieb,G. , (1991). Epigenetic systems view of human development. Developmental Psychology, 27(1), 33-34.
  14. Chandler VL (February 2007). "Paramutation: from maize to mice". Cell 128 (4): 641–5. doi:10.1016/j.cell.2007.02.007. PMID 17320501.
  15. New research links common RNA modification to obesity
    در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ اپی‌ژنتیک موجود است.
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.