Metilarea este adăugarea unui atomi de carbon și a trei atomi de hidrogen la o altă moleculă. Acest fenomen este considerat ultimul cuvânt în domeniul asistenței medicale. Acesta însoțește aproape toate funcțiile corpului.
Funcții
Grupurile metil (atomi de carbon și hidrogen) participă la:
- Răspunsul organismului la situații stresante.
- Producerea și prelucrarea glutationului. Acționează ca un antioxidant cheie în organism.
- Detoxifierea hormonilor, a metalelor grele și a compușilor chimici.
- Controlați inflamația.
- Repara celulele deteriorate.
- Răspunsul imun și reglarea acestuia, lupta împotriva virușilor și infecțiilor, controlul producției de elemente T.
Procesul de metilare a ADN-ului este de asemenea important. Să aruncăm o privire mai atentă.
Controlul epigenetic al dezvoltării
Metilarea ADN-ului promovează transmiterea tiparelor către următoarea generație de celule în timpul mitozei. Relativ recent, s-a constatat că procesul de unire a grupurilor de atomi în terminalstructurile diferențiate au o relație certă cu formarea memoriei și plasticitatea sinaptică. K. Miller și D. Sweet au investigat metilarea ADN-ului. Studiul fenomenului i-a condus la concluzia că activitatea metilazei acidului dezoxiribonucleic crește semnificativ la animale în timpul memorării noilor informații. Acest lucru contribuie la o scădere a expresiei genelor care suprimă procesele de memorie. În plus, autorii indică un alt fenomen. Cercetătorii raportează că activarea genei proteinei reelin, care promovează modificări în conexiunile sinaptice și este implicată în cursul patologic al schizofreniei, este afectată de formarea memoriei. În acest caz, factorul determinant este demitalaza-enzime care asigură demetilarea ADN-ului (eliberare din grupările metil). Faptele stabilite ne permit să tragem concluzia cea mai importantă. Metilarea ADN-ului ca unul dintre mecanismele epigenetice, precum și fenomenul său invers, joacă un rol esențial în stocarea și memorarea informațiilor. Această idee este confirmată de rezultatele unui studiu realizat de grupul lui E. Costa. S-a descoperit că demilarea genelor glutamat decarboxilază și reelin poate fi mediată la șoareci de molecule mici care interferează cu instalarea ADN-ului în nucleu. Aceste studii indică nu numai posibilitatea de a schimba ideea predominantă a formării memoriei. Ei indică, de asemenea, că metilarea ADN-ului, considerată anterior permanentă, este dinamică. În plus, poate fi folosit în terapie.
Funcții
Ideea că memoria și metilarea ADN-ului sunt legate nu este nouă. Condiționalitatea transmiterii sinaptice prin acetilarea histonelor a fost deja stabilită mai devreme. Ele formează scheletul în jurul căruia se înfășoară ADN-ul. Acetilarea duce la o scădere a afinității histonelor pentru acizii nucleici. Ca urmare, se deschide accesul la ADN și la alte proteine asociate, printre altele, cu activarea genelor. De fapt, activitatea histon-acetiltransferazei a CREBBP (o proteină de legare), care acționează ca un factor cheie de transcripție neuronală, a fost asociată cu efectul acestei proteine asupra memoriei. În plus, s-a constatat o creștere a memoriei pe termen lung în timpul utilizării inhibitorilor de histon deacetilază. A dus la o accelerare a acetilării histonelor.
Ipoteze
Sweet și Miller au pus următoarea întrebare cu privire la reglarea în jos dependentă de histonă a expresiei structurii. Dacă poate juca un rol în reglarea memoriei, ar avea metilarea ADN-ului un efect similar? Acest fenomen a fost considerat în primul rând ca un mijloc de menținere a activității structurilor în timpul mitozei și formării sistemelor. Cu toate acestea, în creierul matur al mamiferelor, s-a observat intensitatea metilazelor, în ciuda faptului că majoritatea celulelor sale sunt nedivizate. Datorită faptului că fenomenul luat în considerare contribuie la suprimarea expresiei genelor, oamenii de știință nu au putut respinge posibilitatea unei legături între metilaze și procesele de reglare din neuroni.
Verificarea ipotezelor
Dulce și al luiColegii, care au studiat metilarea ADN-ului și semnificația acestui fenomen în formarea memoriei, au tratat secțiuni ale hipocampului cu inhibitori ai metiltransferazelor acidului dezoxiribonucleic. Ei au descoperit că acest lucru previne apariția potențialării pe termen lung - întărirea conexiunilor sinaptice ca răspuns la activitatea neuronală. Acest proces determină funcționarea mecanismelor de învățare și memorie. Oamenii de știință au descoperit, de asemenea, că inhibitorii au redus nivelul de metilare în ADN-ul reelinei. Acest lucru a indicat reversibilitatea lui.
Experimente
Decid să-și ducă cercetările mai departe, Sweet și Miller au început să observe modificări ale modelelor de metilare la șoareci într-un model în care animalele învață să asocieze o anumită locație cu stimuli neplăcuți, în special șocuri ușoare. Comportamentul subiecţilor trataţi cu inhibitori a exprimat posibilele dificultăţi de învăţare. Când sunt plasați într-un mediu în care ar fi trebuit să le fie frică, au înghețat mult mai rar decât animalele de control.
Concluzii
Cum poate afecta metilarea memoria șoarecilor? Oamenii de știință au explicat acest lucru după cum urmează. Există destul de multe locuri în ADN care pot fi afectate de adăugarea de grupe de hidrogen și atomi de carbon. În acest sens, cercetătorii au decis să apeleze la următorul fenomen. Ei au studiat mai întâi metilarea genelor al căror rol în formarea memoriei fusese deja stabilit. În primul rând, a fost luată în considerare zona în care procesele de memorie ale proteinei fosfatază sunt suprimate. Expresie redusăar putea provoca contrariul. Într-adevăr, după o oră de condiționare a fricii contextuale, nivelurile de metilare au crescut de peste o sută de ori. În același timp, nivelurile de ARNm din regiunea hipocampului CA1 au suferit o scădere ușoară, dar semnificativă statistic. Acest efect se găsește în creierul animalelor cu o combinație de șoc minor la nivelul membrelor și noutatea contextului. Individual, acești stimuli nu au niciun efect asupra metilării. În consecință, alăturarea grupurilor se realizează exclusiv cu antrenament real.
Metilarea și îmbătrânirea ADN
Problemele vârstei și bolile oncologice sunt printre cele mai discutate subiecte. De-a lungul multor ani de cercetare, oamenii de știință au propus o varietate de teorii și modele. Cu toate acestea, în prezent, niciun concept nu răspunde complet la toate întrebările. Între timp, cel mai mare interes în căutarea unei soluții la problema îmbătrânirii este studiul modificărilor activității genelor. În special, profesorul Anisimov și-a exprimat opinia asupra acestei chestiuni. El subliniază că expresia (expresia) genelor depinde, printre altele, de metilare, care poate afecta rata de îmbătrânire. Până la 5% din resturile de citozină ale acidului dezoxiribonucleic au suferit adăugare de grupări de atomi de carbon și hidrogen cu formarea de 5MC (5-metilcitozină). Această bază este considerată singura constantă din ADN-ul organismelor superioare. Unirea grupelor are loc în ambele fire simetric. Reziduurile de 5 mC sunt întotdeauna acoperite de reziduuri de guanină. În același timp, structurileîndeplinesc diferite funcții. Cu toate acestea, este important de menționat că metilarea este implicată în reglarea activității genelor. Modificările în cursul aderării la grupuri sunt cauzate de eșecuri la nivelul transcripției.
Motive
Demetilarea legată de vârstă a fost descrisă pentru prima dată în 1973. Aceasta a relevat o diferență în gradul de separare a grupurilor în țesuturile șobolanilor. În creier, demetilarea a fost mai activă decât în ficat. Ulterior, s-a constatat o scădere a 5mC odată cu vârsta în plămâni, precum și în formațiunile fibroblaste ale pielii. Cercetătorii au sugerat că demetilarea legată de vârstă predispune celulele la transformarea tumorii. Acest fenomen poate fi reprezentat în termeni simpli după cum urmează. O genă inactivă este atașată la o grupare metil. Sub influența reacțiilor chimice, este deconectat. În consecință, gena este activată. Un grup de atomi acționează ca o fuzibilă. Cu cât numărul lor este mai mic, cu atât celula va fi mai diferențiată și, în consecință, mai veche, cu cât sunt mai multe, cu atât va fi mai tânără. Un exemplu clasic utilizat pe scară largă în literatură este dezvoltarea anumitor specii de somon. Fenomenul morții lor excepțional de rapidă imediat după depunere a icrelor a fost dezvăluit. Ieri, tinerii de vârstă reproductivă mor într-un timp scurt. În termeni biologici, acest fenomen este îmbătrânirea accelerată, care este însoțită de demetilarea masivă a ADN-ului.
Cum să ajuți organismul?
Există diferite moduri prin carepoate îmbunătăți metilarea ADN-ului înnăscut. Printre cele mai populare sunt:
- Mâncați verdeață proaspătă. Legumele cu frunze sunt recomandate în special. Acţionează ca o sursă de acid folic, care este esenţial pentru o metilare adecvată.
- Luați vitaminele B12 și B6, riboflavină. Sursele lor sunt ouăle, peștele, migdalele, nucile, sparanghelul etc.
- Obțineți suficient zinc și magneziu. Acestea asigură menținerea metilării.
- Aport de probiotice. Ele contribuie la primirea și absorbția vitaminelor din grupa B și a acidului folic.
De asemenea, este important să minimizezi situațiile stresante, să renunți la obiceiurile proaste (băutură, fumat). Trebuie avut grijă ca substanțele toxice să nu pătrundă în organism. Acești compuși iau grupări metil, încarcă ficatul.
