DNA甲基化:一般信息

科学 2023

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DNA甲基化:一般信息
DNA甲基化:一般信息
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甲基化是将一个碳原子和三个氢原子添加到另一个分子中。这种现象在医疗保健领域被认为是硬道理。它伴随着几乎所有的身体功能。

DNA甲基化
DNA甲基化

功能

甲基(碳和氢原子)参与:

  1. 身体对压力情况的反应。
  2. 谷胱甘肽的生产加工。它是体内关键的抗氧化剂。
  3. 荷尔蒙、重金属、化学物质的排毒。
  4. 控制炎症
  5. 修复受损细胞
  6. 免疫反应及其调节,对抗病毒和感染,控制T元素的产生。

DNA甲基化的过程也很重要。让我们仔细看看吧。

发育的表观遗传调控

DNA甲基化促进有丝分裂期间模式向下一代细胞的传递。最近,人们发现在末端连接原子团的过程分化结构与记忆形成和突触可塑性有一定的关系。 K. Miller 和 D. Sweet 研究了 DNA 甲基化。对该现象的研究使他们得出结论,即在记忆新信息的过程中,动物的脱氧核糖核酸甲基化酶活性显着增加。这有助于减少抑制记忆过程的基因的表达。此外,作者还指出了另一个现象。研究人员报告说,reelin 蛋白基因的激活受记忆形成的影响,该基因促进突触连接的变化并参与精神分裂症的病理过程。在这种情况下,决定因素是提供 DNA 去甲基化(从甲基释放)的脱甲基酶。既定事实使我们能够得出最重要的结论。 DNA甲基化作为表观遗传机制之一,以及它的逆向现象,在信息存储和记忆中起着至关重要的作用。 E. Costa 小组的一项研究结果证实了这一想法。已经发现,谷氨酸脱羧酶和 reelin 基因的脱甲基化可以在小鼠中由干扰 DNA 在细胞核中安装的小分子介导。这些研究不仅表明了改变记忆形成的普遍观念的可能性。他们还表明,以前被认为是永久性的 DNA 甲基化是动态的。而且,它可以用于治疗。

DNA甲基化作为表观遗传机制之一
DNA甲基化作为表观遗传机制之一

特色

记忆和DNA甲基化相关的想法并不新鲜。通过组蛋白乙酰化进行突触传递的条件已经很早就确定了。它们形成了 DNA 缠绕的骨架。乙酰化导致组蛋白对核酸的亲和力降低。结果,与基因激活等相关的 DNA 和其他蛋白质的访问被打开。事实上,作为关键神经元转录因子的 CREBBP(一种结合蛋白)的组蛋白乙酰转移酶活性与这种蛋白质对记忆的影响有关。此外,在使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂期间发现长期记忆增加。它导致组蛋白乙酰化加速。

假设

Sweet 和 Miller 就结构表达的组蛋白依赖性下调提出了以下问题。如果它可以在记忆调节中发挥作用,那么 DNA 甲基化会产生类似的效果吗?这种现象主要被认为是在有丝分裂和系统形成期间维持结构活动的一种手段。然而,在成熟的哺乳动物大脑中,观察到甲基化酶的强度,尽管它的大部分细胞是不分裂的。由于正在考虑的现象有助于抑制基因表达这一事实,科学家们不能拒绝甲基化酶与神经元调节过程之间存在联系的可能性。

dna甲基化过程
dna甲基化过程

检查假设

甜和他的同事们在研究 DNA 甲基化和这种现象在记忆形成中的意义时,用脱氧核糖核酸甲基转移酶抑制剂处理了海马体的切片。他们发现这可以防止长时程增强的发生--响应神经元活动而加强突触连接。这个过程决定了学习和记忆机制的运作。科学家们还发现抑制剂降低了 reelin DNA 的甲基化水平。这表明他的可逆性。

实验

决定进一步研究,Sweet 和 Miller 开始在一个模型中观察小鼠甲基化模式的变化,在该模型中,动物学会将特定位置与不愉快的刺激(特别是轻度电击)联系起来。用抑制剂治疗的受试者的行为表达了学习的可能困难。当被放置在他们应该害怕的环境中时,他们的冻结频率明显低于对照动物。

DNA甲基化研究
DNA甲基化研究

结论

甲基化如何影响小鼠的记忆力?科学家对此进行了如下解释。 DNA中有很多位点会受到氢原子和碳原子基团的影响。对此,研究人员决定转向以下现象。他们首先研究了已经确定在记忆形成中的作用的基因的甲基化。首先,考虑抑制磷酸酶蛋白的记忆过程的区域。减少表达可能会导致相反的结果。事实上,经过一个小时的情境恐惧调节,甲基化水平上升了一百多倍。同时,CA1 海马区的 mRNA 水平略有下降,但具有统计学意义。这种效应在动物的大脑中发现,四肢受到轻微冲击和环境的新奇。单独地,这些刺激对甲基化没有影响。相应地,加入团体是完全通过真正的训练来进行的。

DNA甲基化与衰老
DNA甲基化与衰老

DNA甲基化与衰老

年龄问题和肿瘤疾病是讨论最多的话题。经过多年的研究,科学家们提出了多种理论和模型。然而,目前没有一个概念可以完全回答所有问题。同时,寻找解决衰老问题的最大兴趣是研究基因活性的变化。特别是阿尼西莫夫教授就此事发表了自己的看法。他指出,基因的表达(表达)取决于甲基化,甲基化会影响衰老速度。高达 5% 的脱氧核糖核酸胞嘧啶残基经历了碳和氢原子基团的添加,形成了 5MC(5-甲基胞嘧啶)。这个碱基被认为是高等生物DNA中唯一的常数。组的连接对称地发生在两个线程中。 5mC 残基总是被鸟嘌呤残基覆盖。同时,结构执行不同的功能。然而,重要的是要注意甲基化参与基因活性的调节。入群过程中的变化是转录级别失败造成的。

原因

与年龄相关的去甲基化在1973年首次被描述。这揭示了大鼠组织中组别分离程度的差异。在大脑中,去甲基化比在肝脏中更活跃。随后,随着年龄的增长,肺部以及皮肤的成纤维细胞形成中发现了 5mC 的降低。研究人员认为,与年龄相关的去甲基化使细胞易于发生肿瘤转化。这种现象可以用以下简单的术语来表示。非活性基因与甲基相连。在化学反应的影响下,它是断开的。因此,该基因被激活。一组原子充当保险丝。它们的数量越小,细胞分化的越多,因此,年龄越大,细胞越多,细胞就越年轻。文献中广泛使用的一个经典例子是某些鲑鱼品种的发展。他们在产卵后立即异常迅速死亡的现象被揭示出来。昨天,育龄的年轻人在短时间内死亡。在生物学上,这种现象就是加速衰老,伴随着DNA的大量去甲基化。

先天性DNA甲基化
先天性DNA甲基化

如何帮助身体?

有多种方式可以改善先天性 DNA 甲基化。其中最受欢迎的是:

  1. 吃新鲜蔬菜。特别推荐绿叶蔬菜。它们是叶酸的来源,这对于适当的甲基化至关重要。
  2. 服用维生素B12和B6,核黄素。它们的来源是鸡蛋、鱼、杏仁、核桃、芦笋等。
  3. 获取足够的锌和镁。它们提供甲基化的维持。
  4. 益生菌摄入量。它们有助于B族维生素和叶酸的接收和吸收。
  5. 表观遗传发育控制DNA甲基化
    表观遗传发育控制DNA甲基化

减少压力、戒除不良习惯(饮酒、吸烟)也很重要。必须注意确保有毒物质不会进入人体。这些化合物带甲基,负荷肝脏。

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