Metilacija je dodavanje jednog atoma ugljika i tri atoma vodika drugom molekulu. Ovaj fenomen se smatra posljednjom riječju u oblasti zdravstvene zaštite. Prati gotovo sve tjelesne funkcije.
Funkcije
Metilne grupe (atomi ugljika i vodonika) učestvuju u:
- Reakcija tijela na stresne situacije.
- Proizvodnja i prerada glutationa. Djeluje kao ključni antioksidans u tijelu.
- Detoksikacija hormona, teških metala i hemijskih jedinjenja.
- Kontrolirajte upalu.
- Popravite oštećene ćelije.
- Imuni odgovor i njegova regulacija, borba protiv virusa i infekcija, kontrola proizvodnje T-elemenata.
Proces metilacije DNK je takođe važan. Pogledajmo to izbliza.
Epigenetička kontrola razvoja
DNK metilacija promoviše prijenos obrazaca na sljedeću generaciju ćelija tokom mitoze. Relativno nedavno, ustanovljeno je da proces spajanja grupa atoma u terminaludiferencirane strukture imaju definitivan odnos sa formiranjem memorije i sinaptičkom plastičnošću. K. Miller i D. Sweet su istraživali metilaciju DNK. Proučavanje ovog fenomena dovelo ih je do zaključka da se aktivnost metilaze deoksiribonukleinske kiseline značajno povećava kod životinja tokom pamćenja novih informacija. To doprinosi smanjenju ekspresije gena koji potiskuju procese pamćenja. Osim toga, autori ukazuju na još jedan fenomen. Istraživači izvještavaju da formiranje pamćenja utiče na aktivaciju gena proteina reelin, koji potiče promjene u sinaptičkim vezama i koji je uključen u patološki tok shizofrenije. U ovom slučaju, odlučujući faktor su demitalaza-enzimi koji obezbjeđuju demetilaciju DNK (oslobađanje od metilnih grupa). Utvrđene činjenice nam omogućavaju da izvučemo najvažniji zaključak. Metilacija DNK kao jedan od epigenetskih mehanizama, kao i njen obrnuti fenomen, igraju bitnu ulogu u skladištenju i memorisanju informacija. Ovu ideju potvrđuju rezultati istraživanja grupe E. Koste. Utvrđeno je da demilacija gena glutamat dekarboksilaze i reelina kod miševa može biti posredovana malim molekulima koji ometaju instalaciju DNK u jezgru. Ove studije ukazuju ne samo na mogućnost promjene preovlađujuće ideje o formiranju pamćenja. Oni također ukazuju na to da je metilacija DNK, koja se ranije smatrala trajnom, dinamična. Štaviše, može se koristiti u terapiji.
Karakteristike
Ideja da su pamćenje i DNK metilacija povezane nije nova. Uslovljenost sinaptičke transmisije acetilacijom histona je već ranije utvrđena. Oni formiraju skelet oko kojeg se vijuga DNK. Acetilacija dovodi do smanjenja afiniteta histona za nukleinske kiseline. Kao rezultat, otvara se pristup DNK i drugim proteinima povezanim, između ostalog, s aktivacijom gena. U stvari, aktivnost histon acetiltransferaze CREBBP (vezujućeg proteina), koji djeluje kao ključni neuronski transkripcijski faktor, povezana je s učinkom ovog proteina na pamćenje. Osim toga, tokom upotrebe inhibitora histon deacetilaze utvrđeno je povećanje dugoročne memorije. To je dovelo do ubrzanja acetilacije histona.
Hipoteze
Sweet i Miller postavili su sljedeće pitanje u vezi s regulacijom ekspresije strukture zavisnom od histona. Ako može igrati ulogu u regulaciji pamćenja, da li bi metilacija DNK imala sličan učinak? Ovaj fenomen se prvenstveno smatrao sredstvom za održavanje aktivnosti struktura tokom mitoze i formiranja sistema. Međutim, u mozgu zrelog sisara uočen je intenzitet metilaza, unatoč činjenici da većina njegovih stanica nije u fazi diobe. Zbog činjenice da fenomen koji se razmatra doprinosi suzbijanju ekspresije gena, naučnici nisu mogli odbaciti mogućnost povezanosti između metilaza i regulatornih procesa u neuronima.
Provjera pretpostavki
Sweet and hisKolege, proučavajući metilaciju DNK i značaj ovog fenomena u formiranju pamćenja, tretirali su dijelove hipokampusa inhibitorima metiltransferaza deoksiribonukleinske kiseline. Otkrili su da to sprječava nastanak dugotrajne potenciacije - jačanje sinaptičkih veza kao odgovor na neuronsku aktivnost. Ovaj proces određuje rad mehanizama učenja i pamćenja. Naučnici su takođe otkrili da inhibitori smanjuju nivo metilacije u reelin DNK. Ovo je ukazivalo na njegovu reverzibilnost.
Eksperimenti
Odlučivši da produže dalje istraživanje, Sweet i Miller počeli su promatrati promjene u obrascima metilacije kod miševa u modelu u kojem životinje uče da povezuju određenu lokaciju s neugodnim podražajima, posebno blagim šokovima. Ponašanje ispitanika liječenih inhibitorima izražavalo je moguće poteškoće u učenju. Kada su se smjestili u okruženje u kojem su se trebali bojati, smrzavali su se znatno rjeđe nego kontrolne životinje.
Zaključci
Kako metilacija može uticati na pamćenje miševa? Naučnici su to objasnili na sljedeći način. Postoji dosta mjesta u DNK na koje može utjecati dodavanje grupa atoma vodika i ugljika. S tim u vezi, istraživači su se odlučili okrenuti sljedećem fenomenu. Prvo su proučavali metilaciju gena čija je uloga u formiranju pamćenja već bila utvrđena. Prvo je razmatrano područje u kojem su potisnuti memorijski procesi proteina fosfataze. Smanjena ekspresijamoglo izazvati suprotno. Zaista, nakon jednog sata kontekstualnog uslovljavanja strahom, nivoi metilacije su porasli više od sto puta. Istovremeno, nivoi mRNA u CA1 hipokampalnoj regiji su doživjeli blagi, ali statistički značajan pad. Ovaj efekat se nalazi u mozgu životinja uz kombinaciju manjeg šoka udova i novosti konteksta. Pojedinačno, ovi stimulansi ne utiču na metilaciju. Shodno tome, pridruživanje grupama se vrši isključivo uz pravi trening.
DNK metilacija i starenje
Problemi starosti i onkološke bolesti su među temama o kojima se najviše raspravlja. Tokom mnogo godina istraživanja, naučnici su predložili različite teorije i modele. Međutim, trenutno nijedan koncept ne odgovara u potpunosti na sva pitanja. U međuvremenu, najveći interes u potrazi za rješenjem problema starenja je proučavanje promjena u aktivnosti gena. Profesor Anisimov je posebno izrazio svoje mišljenje o ovom pitanju. Ističe da ekspresija (ekspresija) gena zavisi, između ostalog, od metilacije koja može uticati na brzinu starenja. Do 5% citozinskih ostataka deoksiribonukleinske kiseline je podvrgnuto dodavanju grupa atoma ugljika i vodika uz formiranje 5MC (5-metilcitozin). Ova baza se smatra jedinom konstantom u DNK viših organizama. Spajanje grupa odvija se u obje niti simetrično. Ostaci od 5 mC su uvijek prekriveni ostacima gvanina. Istovremeno, struktureobavljaju različite funkcije. Međutim, važno je napomenuti da je metilacija uključena u regulaciju aktivnosti gena. Promjene u toku pridruživanja grupama uzrokovane su kvarovima u nivou transkripcije.
Razlozi
Demetilacija povezana sa starenjem prvi put je opisana 1973. Ovo je otkrilo razliku u stepenu razdvajanja grupa u tkivima pacova. U mozgu je demetilacija bila aktivnija nego u jetri. Nakon toga, u plućima, kao iu fibroblastnim formacijama kože, s godinama je pronađeno smanjenje 5mC. Istraživači su sugerirali da demetilacija povezana sa starenjem predisponira stanice na transformaciju tumora. Ovaj fenomen se može jednostavno predstaviti na sljedeći način. Neaktivni gen je vezan za metilnu grupu. Pod uticajem hemijskih reakcija dolazi do prekida veze. Shodno tome, gen se aktivira. Grupa atoma djeluje kao fitilj. Što je njihov broj manji, to će se ćelija više razlikovati i, shodno tome, starija, što ih je više, to će biti mlađa. Klasičan primjer koji se široko koristi u literaturi je razvoj određenih vrsta lososa. Otkriven je fenomen njihove izuzetno brze smrti neposredno nakon mrijesta. Jučer su mlade jedinke reproduktivne dobi uginule za kratko vrijeme. U biološkom smislu, ovaj fenomen je ubrzano starenje, koje je praćeno masivnom demetilacijom DNK.
Kako pomoći tijelu?
Postoje različiti načini na kojemože poboljšati urođenu metilaciju DNK. Među najpopularnijim su:
- Jedite svježe zelje. Posebno se preporučuje lisnato povrće. Djeluju kao izvor folne kiseline, koja je neophodna za pravilnu metilaciju.
- Uzimanje vitamina B12 i B6, riboflavina. Njihovi izvori su jaja, riba, bademi, orasi, šparoge, itd.
- Unesite dovoljno cinka i magnezijuma. Oni pružaju održavanje metilacije.
- Unos probiotika. Oni doprinose primanju i apsorpciji vitamina B grupe i folne kiseline.
Takođe je važno svesti na minimum stresne situacije, odreći se loših navika (opijanje, pušenje). Mora se paziti da otrovne tvari ne uđu u tijelo. Ova jedinjenja uzimaju metilne grupe, opterećuju jetru.
