Эпигенетика. В обычной генетике информация кодируется последовательностью нуклеотидов в ДНК. В эпигенетике наследственные признаки передаются каким-то иным образом, по большей части неизвестным.
Одним из главных "подозреваемых" в этом процессе является метилирование ДНК. В течение развития (и жизни) организма, специальные ферменты расставляют по ДНК специальные "метки", путем присоединения метиловой группы к отдельным цитозинам. Метки эти означают "этот ген лучше не включать, надо его заархивировать". Чем больше таких меток, тем сильнее "архивация" и тем меньше шансов на то, что ген будет включен. Понятно, что если эта информация будет передана следующему поколению, то произойдет эпигенетическое наследование - наследование не связанное с последовательностью нуклеотидов в ДНК.
Внутри каждого отдельного организма эта информация действительно передается по наследству, когда какая-нибудь клетка делится. Однако при образовании половых клеток и на ранних стадиях развития эмбриона все эти метки стираются и новорожденный организм получает чистую, свободную от меток ДНК. По крайней мере, должен получать.
В мышах получила широкую известность одна линия, в которой метилирование ДНК в районе одного из генов отвечающих за окраску проходит на пограничном уровне - в некоторых мышах он метилируется сильно, "архивируется" и тогда рождаются мыши цвета "агути" (серо-черные), а в других мышах (даже из одного помета) этот ген метилируется слабо, ген экспрессируется и в результате рождаются мыши желтого цвета. На самом деле там получается целый градиент. Смотрите сами:
(на график пока не обращайте внимания, мы к нему еще вернемся)
Интересно, что цвет потомства на самом деле распределяется не совсем случайно. У желтых мышей чаще рождаются желтые мышата, а у черных - черные. Напомню, что ДНК у них абсолютно одинакова (это чистая линия). Типичный случай эпигенетики. Объясняли этот феномен тем, что "стирание информации" при зачатии происходит не полностью, поэтому потомству черных мышей достается уже частично прометилированная ДНК, а поэтому и вероятность стать черными у них больше.
Лет 8 назад даже проделали интересный эксперимент, основанный на этой гипотезе: Мышей с раннего детства усиленно кормили витаминами, которые помогают организму производить метилирование (в клетке метилируется не только ДНК, но и много чего еще). Вполне, кстати, обычные витамины - если вы пьете многовитаминные добавки, то наверняка и вы их принимаете - фолиевая кислота, B-12, холин и бетаин. В результате метилирование ДНК увеличилось и, соответственно, увеличилось и количество черных мышат. Выше под картинкой график - серые столбцы соответствуют мышам на обычной диете, а черные - мышам на витаминах. Забавно, что заканчивалась та статья предостережением не кормить всех без разбору этими витаминами, потому что черт их знает - цвет может и не поменяем, но вдруг хвосты или копыта отрастут
Ну да мы отвлеклись. Итак, теория была такова, что благодаря неполному стиранию меток с ДНК, информация о цвете мамы передается ее мышатам. Хороша была теория, да не сработала. В прошлом году вышла статья, в которой авторы сравнили количество меток в эмбрионах черных и желтых мам и обнаружили, что количество это абсолютно одинаково - метки в обоих случаях отсутствуют.
Так что на данный момент мы имеем эпигенетическую передачу информации, но не имеем механизма. Тема, впрочем, горячая и я думаю, что в самом ближайшем будущем мы что-то узнаем. А на витаминки вы пока, все-таки, не налегайте
источник:
Егор Воронин (shvarz), 2007 год
Там ещё в комментариях очень интересные дополнения:
"Наличие эпигенетической регуляции объясняет, например, почему у овечки Долли было плохо со здоровьем. Как вы знаете, Долли развилась из оплодотворенной яйцеклетки, собственное ядро которой было заменено ядром из клетки тела прародительницы Долли. Беда заключается в том, что гены ядра-донора уже усыпаны эпигенетическими маркерами и запрограммированы на определенную функцию. Если проводить грубые компьютерные аналогии, то ДНК и первичная последовательность генов это программа-дистрибутив, а эпигенетически маркеры - записи в регистре, возникшие после установки и в процессе работы программы на конкретном компьютере. Теперь представьте, что будет, если заменить регистр вашего компьютера на регистр компьютера вашего друга. В лучшем случае, будет очень много глюков, в худшем, вся система рухнет. Так и здесь, развитие эмбриона с ядром соматической клетки протекает ненормально. Правда, судя по всему, существуют механизмы, которые позволяют на ходу подправить программу и обеспечить более или менее развитие приличного эмбриона. Неудивительно, что большинство эмбрионов - клонов погибают очень рано, и только маленький процент развивается во взрослое животное, часто не очень здоровое. Тем не менее, потомки этого животного будут совершенно нормальны. Таким образом, на данном этапе развития, технология клонирования является мощным инструментом генной инженерии сельскохозяйственных животных и их селекции, но совершенно не подходит для репродуктивного клонирования человека. Возможно, более глубокое понимание механизмов эпигенетики и управление ими позволит решить и эту проблему".
(отсюда:
russian_o)
P.S. Также
russian_o добавляет, что на самом деле об эпигенетическом наследовании известно значительно больше, чем сказано в этой статье. Поскольку разговор происходил в 2007 году, думаю, в 2015 известно ещё больше.
