एपिजेनेटिक्स - वंशानुक्रम के रहस्य। एपिजेनेटिक्स और कैंसर, आहार और आत्मकेंद्रित

क्या आहार हमारे जीन को बदल सकता है? क्या हमारे बचपन के आघात हमारे बच्चों और पोते को प्रभावित कर सकते हैं? इन सवालों के जवाब एपिजेनेटिक्स द्वारा प्रदान किए जा सकते हैं, अर्थात् विज्ञान जो तथाकथित अध्ययन करता है स्वदेशी संशोधन। वर्तमान में, एपिजेनेटिक संशोधनों को आणविक जीव विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण खोजों में से एक माना जाता है, क्योंकि उन्होंने आनुवंशिक पृष्ठभूमि और पर्यावरणीय कारकों के बीच संबंधों की समझ की अनुमति दी थी।

विषय - सूची:

1. एपिजेनेटिक्स - एपिजेनेटिक संशोधन क्या हैं?
2. एपिजेनेटिक्स - एपिजेनेटिक संशोधनों के प्रकार
3. एपिजेनेटिक्स - एपिजेनेटिक संशोधनों की भूमिका
4. एपिजेनेटिक्स - आहार
5. एपिजेनेटिक्स - MTHFR जीन बहुरूपता
6. एपिजेनेटिक्स - तनाव
7. एपिजेनेटिक्स - स्वास्थ्य पर प्रभाव

एपिजेनेटिक्स विज्ञान की एक शाखा है जो जीन अभिव्यक्ति में परिवर्तन का अध्ययन करती है जो डीएनए स्ट्रैंड में अनुक्रम संशोधनों के कारण नहीं हैं। इस तरह के संशोधनों को एपिजेनेटिक कहा जाता है और वे एक प्रकार के आणविक मार्कर हैं जो उचित एंजाइमों, जैसे मेथिलट्रांसफेरेज़ द्वारा डीएनए स्ट्रैंड्स में जोड़े जाते हैं।

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एपिजेनेटिक संशोधनों की मदद से, शरीर कई प्रमुख जैविक प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को नियंत्रित कर सकता है, जैसे कि गर्भ में विशिष्ट ऊतकों और अंगों का विकास।

शब्द "एपिजेनेटिक्स" का उपयोग पहली बार 1942 में वाडिंगटन द्वारा किया गया था। उपसर्ग "epi-" ग्रीक शब्द "उपरोक्त" से आया है, जिसका शिथिल अनुवाद का मतलब है कि शास्त्रीय आनुवंशिकी के ऊपर कुछ है।

एपिजेनेटिक्स - एपिजेनेटिक संशोधन क्या हैं?

एपिजेनेटिक संशोधन के दौरान एक डीएनए स्ट्रैंड में जोड़ा गया आणविक मार्कर यह तय कर सकता है कि कोई जीन व्यक्त किया गया है या नहीं, आणविक "स्विच" और "स्विच" के रूप में कार्य करता है जो विशेष जीन की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि इस प्रकार के संशोधनों से डीएनए स्ट्रैंड की संरचना में बदलाव नहीं होता है, यानी वे एक प्रकार के आनुवंशिक उत्परिवर्तन नहीं हैं जो अपरिवर्तनीय हैं, लेकिन ऐसा कुछ है जो पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में गतिशील परिवर्तन से गुजरता है।

इसके अलावा, प्रत्येक कोशिका विभाजन और डीएनए स्ट्रैंड दोहराव के बाद उपयुक्त आणविक मार्कर जोड़े या हटाए जाते हैं।

इसलिए, प्रत्येक कोशिका के आणविक मार्करों की अपनी विशेषता पैटर्न होती है जो इसकी विशिष्ट जीन अभिव्यक्ति प्रोफ़ाइल निर्धारित करती है। ऐसे आणविक मार्करों के संग्रह को एपीजेनोम कहा जाता है।

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सबसे प्रसिद्ध एपिजेनेटिक संशोधन डीएनए मेथिलिकेशन है, जिसमें मिथाइल समूह को साइटोसिन (एक मूल यौगिक जो डीएनए का हिस्सा है) को संलग्न करना शामिल है।

बदले में, मेथिलिकरण के लिए रिवर्स एपिजेनेटिक संशोधन डीमेथिलेशन है, जो साइटोसिन से मिथाइल समूह को हटाने में शामिल है।

एपिजेनेटिक्स - एपिजेनेटिक संशोधनों के प्रकार

एपिजेनेटिक संशोधन सीधे डीएनए स्ट्रैंड को प्रभावित कर सकते हैं:

• डीएनए मेथिलिकेशन, यानी डीएनए मिथाइलट्रांसफेरेसिटस के माध्यम से साइटोसिन के लिए मिथाइल समूहों का लगाव
• डीएनए डेमथाइलेशन, यानी डीएनए डीमिथाइलिस के माध्यम से साइटोसिन से मिथाइल समूहों को हटाना
• इसके अलावा, एपिजेनेटिक संशोधन प्रोटीन से बना होता है, जिस पर कुछ भी डीएनए घाव नहीं होता है, अर्थात हिस्टोन:
• हिस्टोन मेथिलट्रांसफेरेज़ के साथ हिस्टोन के लाइसिन और आर्गिनिन अवशेषों का मेथिलिकरण
• हिस्टोन डेमिथाइलिस के साथ हिस्टोन के लाइसिन और आर्गिनिन अवशेषों का डेमथाइलेशन
• हिस्टोन एसिटाइलट्रांसफेरस के साथ हिस्टोन लाइसिन अवशेषों का एसिटिलेशन
• हिस्टोन डायसीटाइलस द्वारा हिस्टोन लाइसिन अवशेषों का विखंडन
• किनेसेस द्वारा हिस्टोन सेरीन अवशेषों का फास्फोराइलेशन
• एंजाइमों E1, E2 और E3 के उपयोग के साथ हिस्टोन को ubiquitin प्रोटीन संलग्न करके हिस्टोन लाइसिन अवशेषों का सर्वव्यापीकरण
• Histone glutamine और arginine अवशेषों के राइबोसाइलेशन में पोलीमरेज़ और ट्रांसफ़रेज़ के उपयोग के साथ ADP-ribose न्यूक्लियोटाइड्स का लगाव शामिल है

एटिपिकल एपिजेनेटिक संशोधन तथाकथित है गैर-कोडिंग आरएनए अणु जैसे कि माइक्रोआरएनए (miRNA)। वे छोटे, एकल-फंसे आरएनए अणु (डीएनए जैसे यौगिक) हैं जो प्रोटीन के गठन को अवरुद्ध करके जीन की अभिव्यक्ति को विनियमित कर सकते हैं।

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एपिजेनेटिक्स - एपिजेनेटिक संशोधनों की भूमिका

• जीन अभिव्यक्ति में वृद्धि
• जीन अभिव्यक्ति को शांत करना
• शरीर में सेल भेदभाव का नियंत्रण
• भ्रूण विकास
• क्रोमेटिन संघनन की डिग्री का विनियमन, एक्स गुणसूत्र की निष्क्रियता, धन्यवाद जिसके कारण महिलाओं में केवल सेक्स से जुड़े जीन की एक प्रति सक्रिय है।

मधुमक्खियां पशु विकास में एपिजेनेटिक संशोधन की भूमिका का एक दिलचस्प उदाहरण हैं। इन कीड़ों में, रानी एक छत्ता में सभी मधुमक्खियों की मां है, इस परिणाम के साथ कि वे सभी एक ही डीएनए अनुक्रम रखते हैं।

फिर भी, एक छत्ता कीटों द्वारा बसा हुआ है जो अलग-अलग दिखते हैं और व्यवहार करते हैं। श्रमिक रानी की तुलना में छोटे होते हैं और एक नरम स्वभाव रखते हैं, जबकि सैनिक बड़े और आक्रामक होते हैं।

ये अंतर एपिजेनेटिक संशोधनों के कारण होते हैं जो मधुमक्खियों के रूप और व्यवहार को निर्धारित करते हैं कि वे हाइव समुदाय में भूमिका निभाते हैं।

जानवरों के भ्रूण के विकास के दौरान एक समान तंत्र मनाया जाता है, जब विशिष्ट जीन की अभिव्यक्ति को शांत करना और बढ़ाना किसी दिए गए स्टेम सेल के भाग्य को प्रभावित करता है, चाहे वह मस्तिष्क तंत्रिका कोशिका या गैस्ट्रिक उपकला कोशिका हो।

एपिजेनेटिक्स - आहार

एपिजेनेटिक संशोधन भ्रूण के जीवन के दौरान पहले से ही होते हैं और फिर पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव में जीवन भर गतिशील परिवर्तन से गुजर सकते हैं।

स्वदेशी के आकार को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक भोजन और इसके जैव पदार्थ हैं।

कई प्रीक्लीनिकल और नैदानिक ​​अध्ययनों में एपिगेनेटिक संशोधनों पर आहार के प्रभाव की पुष्टि की गई है।

कम से कम दो तंत्र हैं जिनके द्वारा आहार एपिजेनेटिक संशोधन को प्रभावित कर सकता है, मुख्य रूप से मिथाइलेशन प्रक्रिया:

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• मिथाइल डोनर्स की उपलब्धता जैसे कि एस-एडेनोसिलमेथिओनिन (एसएएम) की उपलब्धता में बदलाव करके, जो कि मेथिओनिन, कोलीन और इसके व्युत्पन्न बीटालाइन, फोलिक एसिड और विटामिन बी 2, बी 6 और बी 12 सहित भोजन में मौजूद कई अग्रदूतों से मेथिओनिन चक्र में संश्लेषित होता है। इसलिए, इन यौगिकों की कम उपलब्धता एसएएम संश्लेषण और मेथिलिकरण प्रक्रिया की गड़बड़ी को कम कर सकती है
• फल, सब्जियों और मसालों में निहित पॉलीफेनोल्स की खपत के माध्यम से मिथाइलेशन प्रक्रिया (जैसे DNMT मेथिलट्रांसफेरेज़) से संबंधित एंजाइमों की गतिविधि को संशोधित करके। ऐसे यौगिकों के उदाहरण हैं रेड वाइन में रेस्वेराट्रोल, ग्रीन टी में एपिगैलोकैटेचिन गैलेट (ईजीसीजी), हल्दी प्रकंद में करक्यूमिन, सोयाबीन में जिनेस्टीन, ब्रोकोली में सल्फोराफेन, खट्टे फलों में क्वेरसेटिन और बकव्हीट

गर्भाशय में एपिगेनोम पर आहार के प्रभाव को "एगाउटी" प्रयोगशाला चूहों पर प्रसिद्ध प्रयोग द्वारा प्रलेखित किया गया था, जो कि पीले कोट रंग और मोटापे, मधुमेह और कैंसर के लिए एक संभावना है।

इन चूहों में फर का पीला रंग अपर्याप्त जीन मिथाइलेशन का संकेतक है।

प्रयोग में, गर्भवती "एगाउटी" चूहों को मिथाइल डोनर्स की उच्च सामग्री के साथ भोजन के साथ खिलाया गया था। फोलिक एसिड और choline।

वैज्ञानिकों के आश्चर्य के लिए, इन चूहों की संतान अपने माता-पिता के समान नहीं थी। पहले ध्यान देने योग्य विशेषता यह थी कि कोट के रंग में भूरे रंग में परिवर्तन था, लेकिन सबसे आश्चर्यजनक बात यह थी कि चूहों ने अपने माता-पिता को होने वाली बीमारियों के लिए अपनी संभावना खो दी थी।

जैसा कि यह निकला, यह संशोधित आहार और सामान्य डीएनए मिथाइलेशन की बहाली का परिणाम था।

ये अवलोकन इस तथ्य का समर्थन करते हैं कि आहार द्वारा एपिजेमोन को बदल दिया जा सकता है और इसके दूरगामी स्वास्थ्य परिणाम हो सकते हैं।

हाल के वर्षों में, एपिजेनेटिक संशोधन प्रक्रिया में आंत माइक्रोबायोटा की एक महत्वपूर्ण भूमिका का भी प्रदर्शन किया गया है।

आंतों के सूक्ष्मजीव विभिन्न जैव सक्रिय पदार्थ, जैसे लघु-श्रृंखला फैटी एसिड का उत्पादन करते हैं, और उनकी मात्रा माइक्रोबायोटा की प्रजातियों की संरचना और आहार की गुणवत्ता पर निर्भर करती है।

आहार में प्रीबायोटिक उत्पादों की एक उच्च आपूर्ति, जैसे घुलनशील आहार फाइबर, जैसे प्रतिरोधी स्टार्च, लघु-श्रृंखला फैटी एसिड की एकाग्रता को बढ़ाते हैं, जो आंतों के उपकला कोशिकाओं के स्वदेशी को सकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं।

एपिजेनेटिक्स - MTHFR जीन बहुरूपता

एपिगेनेटिक संशोधनों की दक्षता आनुवंशिक बहुरूपताओं से भी प्रभावित हो सकती है, अर्थात् जीनोम में छोटे परिवर्तन, जिसके परिणामस्वरूप मानव आबादी में विभिन्न जीन वेरिएंट की उपस्थिति है।

आनुवंशिक बहुरूपताओं के परिणामों में से एक, दूसरों के बीच में है। पोषक तत्वों के लिए हर किसी की अलग प्रतिक्रिया।

यह अनुमान लगाया गया है कि 15-30% लोगों में MTHFR जीन के प्रतिकूल बहुरूपता के कारण मिथाइल डोनर (विशेष रूप से फोलिक एसिड) की बढ़ी हुई आवश्यकता हो सकती है, एंजाइम मेथिलनेटेट्राहाइडोलेट रिडक्टेस को एन्कोडिंग करता है।

यह एंजाइम फोलिक एसिड को उसके सक्रिय रूप में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार है।

MTHFR जीन बहुरूपता के प्रतिकूल संस्करण वाले लोगों में फॉलिक एसिड के निष्क्रिय रूप को उसके सक्रिय रूप में परिवर्तित कर दिया जाता है, 5-मिथाइलटेट्राहाइड्रोफ्लोलेट (5-MTHF), इसलिए उन्हें मिथाइल डोनर की बढ़ी हुई आवश्यकता होती है।

और हालांकि अनुसंधान ने स्पष्ट रूप से पुष्टि नहीं की है कि ऐसे लोगों ने डीएनए स्ट्रैड्स के मिथाइलेशन को कम किया हो सकता है, उनके मामले में यह आहार में पर्याप्त आपूर्ति या फोलिक एसिड या चोलिन जैसे मिथाइल समूह के दाताओं के अतिरिक्त पूरकता पर ध्यान देने योग्य है।

एपिजेनेटिक्स - तनाव

अतिरिक्त तनाव हार्मोन, दूसरों के बीच में कोर्टिसोल तंत्रिका तंत्र में एपिजेनेटिक संशोधनों को प्रभावित कर सकता है और मनोरोग संबंधी विकारों के जोखिम को बढ़ा सकता है।

यह प्रलेखित किया गया है कि चिंता विकार, पोस्ट-ट्रॉमेटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर, पोस्ट-ट्रॉमैटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर और अवसाद से पीड़ित लोगों में एक विशिष्ट एपिजेनेटिक संशोधन प्रोफाइल (मुख्य रूप से कम डीएनए मेथाइलेशन) है।

माना जाता है कि इस तरह के एपिजेनोम को बचपन के दर्दनाक अनुभवों और / या पुरानी तनावपूर्ण स्थितियों से आकार दिया जाता है।

यह एपिजेनेटिक प्रोफाइल उनके पूरे जीवनकाल में बनाए रखा जाता है और संभवतः बच्चों और नाती-पोतों (अतिरिक्त-जीन विरासत के रूप में जाना जाता है) पर पारित किया जाता है।

एपिजेनेटिक्स - स्वास्थ्य पर प्रभाव

एपिगेनेटिक संशोधनों के दौरान त्रुटियां, जैसे कि गलत जीन की अभिव्यक्ति को शांत करना, शरीर के कामकाज में गंभीर परिणाम पैदा कर सकता है, जैसे कैंसर का कारण।

इसके अलावा, अधिक से अधिक अध्ययनों से संकेत मिलता है कि शारीरिक प्रक्रियाओं में भाग लेने के अलावा एपिजेनेटिक संशोधन, रोगों के विकास में भाग ले सकते हैं:

• आत्मकेंद्रित
• एक प्रकार का पागलपन
• डिप्रेशन
• हृदय रोग
• न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग
• स्व - प्रतिरक्षित रोग
• एलर्जी

विशेष रूप से, एपिजेनेटिक संशोधनों, आहार और विशिष्ट बीमारियों के जोखिम के बीच संबंध की तलाश की जा रही है।

यह दिखाया गया है कि महत्वपूर्ण एपिगेनेटिक संशोधन गर्भाशय में होते हैं, जिसका वयस्कता में प्रभाव पड़ सकता है।

इसलिए, गर्भावस्था के दौरान माँ क्या खाती है, कुछ बीमारियों का खतरा बढ़ सकता है और यहां तक ​​कि अगली पीढ़ी को भी प्रभावित कर सकता है।

यह साबित हो गया है कि 1944-1945 में नीदरलैंड में भूखे सर्दी के दौरान गर्भवती होने वाली माताओं के बच्चों को भूख से मरने वाले बच्चों की तुलना में हृदय रोग, मोटापा और सिज़ोफ्रेनिया का खतरा बढ़ गया था।

भूखी माताओं के बच्चों में यह पाया गया इंसुलिन की तरह वृद्धि कारक 2 (IGF2) जीन एन्कोडिंग के कम मेथिलिकरण।

जानने लायक

एपिजेनेटिक्स की उपलब्धियाँ वर्तमान में पोषण विज्ञान में गहन शोध का विषय हैं। यहां तक ​​कि जीन अभिव्यक्ति पर पोषक तत्वों के प्रभाव से निपटने के लिए एक नया अनुशासन है, अर्थात् न्यूट्रीएंजोमिक्स।

साहित्य

1. जीवविज्ञान और मानव रोगों में मूसावी ए और मोतेवलिज़ादेह ए। एपिजेनेटिक्स की भूमिका। ईरान बायोमेड जे। 2016, 20 (5), 246-258।
2. चोई एस डब्ल्यू और फ्रिसो एस एपिजेनेटिक्स: पोषण और स्वास्थ्य के बीच एक नया पुल। नट। 2010, 1 (1), 8-16।
3. करबिन के। मानव एपिग्नोम पर आहार का प्रभाव, या आहार जीन कैसे बदलता है। आधुनिक डायटेटिक्स 15/2018।
4. मानसिक रोगों और संज्ञानात्मक विकारों में दिमित्रज़क-वल्गारज़ एम। और हौसर जे। एपिजेनेटिक तंत्र। मनोरोग 2009; 6, 2, 51-60।
5. Pocz modificationsta एम। एट अल। एपोलेनेटिक संशोधनों और नियोप्लाज्म में जीन अभिव्यक्ति। एन। Acad। मेड। Siles। 2018.72, 80-89।
6. ग्लैड सी। एट अल। एंडोजेनस हाइपरकोर्टिसोलिज्म के बाद डीएनए मेथिलिकरण और साइकोपैथोलॉजी - एक जीनोम-विस्तृत अध्ययन। वैज्ञानिक रिपोर्ट 2017, 7, 44445।
7. शिन डब्ल्यू एट अल। वर्तमान आहार संबंधी सिफारिशों से अधिक चोलिन का सेवन फोलेट से जुड़े पुरुषों के आनुवांशिक उपसमूह में सेलुलर मेथिलिकेशन के मार्कर को संरक्षित करता है। जे नुट्र। 2010, 140, 5, 975–980।

लेखक के बारे में

कैरोलीना काराबिन, एमडी, पीएचडी, आणविक जीवविज्ञानी, प्रयोगशाला निदान, कैम्ब्रिज डायग्नॉस्टिक्स पोल्स्का एक जीवविज्ञानी के साथ माइक्रोबायोलॉजी में विशेषज्ञता और प्रयोगशाला काम में 10 से अधिक वर्षों के अनुभव के साथ एक प्रयोगशाला निदानकर्ता। स्कूल ऑफ मॉलिक्यूलर मेडिसिन के स्नातक और मानव जेनेटिक्स के पोलिश सोसाइटी के एक सदस्य। हेमाटोलॉजी, ऑन्कोलॉजी और वारसॉ के मेडिकल विश्वविद्यालय के आंतरिक रोगों के विभाग में आणविक निदान की प्रयोगशाला में अनुसंधान अनुदान के प्रमुख। उन्होंने वारसॉ के मेडिकल विश्वविद्यालय के चिकित्सा संकाय में चिकित्सा जीव विज्ञान के क्षेत्र में चिकित्सा विज्ञान के डॉक्टर की उपाधि का बचाव किया। प्रयोगशाला निदान, आणविक जीव विज्ञान और पोषण के क्षेत्र में कई वैज्ञानिक और लोकप्रिय विज्ञान के लेखक काम करते हैं। दैनिक आधार पर, प्रयोगशाला निदान के क्षेत्र में एक विशेषज्ञ के रूप में, वह कैम्ब्रिज डायग्नोस्टिक्स पोलस्का में प्रमुख विभाग चलाता है और सीडी आहार क्लीनिक में आहार विशेषज्ञों की एक टीम के साथ सहयोग करता है। वह सम्मेलनों, प्रशिक्षण सत्रों और पत्रिकाओं और वेबसाइटों में विशेषज्ञों के साथ रोगों के निदान और आहार चिकित्सा पर अपने व्यावहारिक ज्ञान को साझा करता है। वह विशेष रूप से शरीर में आणविक प्रक्रियाओं पर आधुनिक जीवन शैली के प्रभाव में रुचि रखता है।

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