Metüülimine on ühe süsiniku ja kolme vesinikuaatomi lisamine teisele molekulile. Seda nähtust peetakse tervishoiuvaldkonna viimaseks sõnaks. See on kaasas peaaegu kõigi kehafunktsioonidega.
Funktsioonid
Metüülrühmad (süsiniku- ja vesinikuaatomid) osalevad:
- Keha reaktsioon stressirohketele olukordadele.
- Glutatiooni tootmine ja töötlemine. See toimib kehas peamise antioksüdandina.
- Hormoonide, raskmetallide ja keemiliste ühendite detoksikatsioon.
- Põletikku kontrolli all hoidma.
- Parandage kahjustatud rakud.
- Immuunvastus ja selle reguleerimine, võitlus viiruste ja infektsioonidega, T-elementide tootmise kontroll.
Samuti on oluline DNA metüülimise protsess. Vaatame seda lähem alt.
Arengu epigeneetiline kontroll
DNA metüülimine soodustab mustrite ülekandmist järgmise põlvkonna rakkudele mitoosi ajal. Suhteliselt hiljuti leiti, et terminalis aatomirühmade ühendamise protsessdiferentseeritud struktuuridel on kindel seos mälu kujunemise ja sünaptilise plastilisusega. K. Miller ja D. Sweet uurisid DNA metüülimist. Nähtuse uurimine viis nad järeldusele, et desoksüribonukleiinhappe metülaasi aktiivsus suureneb loomadel oluliselt uue teabe meeldejätmisel. See aitab kaasa mäluprotsesse pärssivate geenide ekspressiooni vähenemisele. Lisaks viitavad autorid veel ühele nähtusele. Teadlased teatavad, et sünaptiliste ühenduste muutusi soodustava ja skisofreenia patoloogilises kulgemises osaleva reeliini valgu geeni aktiveerumist mõjutab mälu kujunemine. Sel juhul on määravaks teguriks demitalaas-ensüümid, mis tagavad DNA demetüleerimise (metüülrühmadest vabanemise). Kindlaks tehtud faktid võimaldavad teha kõige olulisema järelduse. DNA metüülimine kui üks epigeneetilisi mehhanisme, aga ka selle vastupidine nähtus, mängivad teabe salvestamisel ja meeldejätmisel olulist rolli. Seda ideed kinnitavad E. Costa grupi uuringu tulemused. On leitud, et glutamaadi dekarboksülaasi ja reeliini geenide demüleerimist võivad hiirtel vahendada väikesed molekulid, mis häirivad DNA paigaldamist tuuma. Need uuringud ei viita mitte ainult võimalusele muuta mälu kujunemise valitsevat ideed. Samuti näitavad need, et DNA metüülimine, mida varem peeti püsivaks, on dünaamiline. Lisaks saab seda kasutada teraapias.
Funktsioonid
Mõte, et mälu ja DNA metüülimine on omavahel seotud, ei ole uus. Sünaptilise ülekande tingimuslikkus histooni atsetüülimise teel on juba varem kindlaks tehtud. Need moodustavad skeleti, mille ümber DNA keerleb. Atsetüülimine viib histoonide afiinsuse vähenemiseni nukleiinhapete suhtes. Selle tulemusena avaneb juurdepääs DNA-le ja teistele valkudele, mis on muu hulgas seotud geenide aktiveerimisega. Tegelikult on CREBBP (siduva valgu) histooni atsetüültransferaasi aktiivsus, mis toimib peamise neuronaalse transkriptsioonifaktorina, seostatud selle valgu mõjuga mälule. Lisaks leiti histooni deatsetülaasi inhibiitorite kasutamise ajal pikaajalise mälu suurenemine. See tõi kaasa histooni atsetüülimise kiirenemise.
Hüpoteesid
Sweet ja Miller esitasid järgmise küsimuse struktuuriekspressiooni histoonist sõltuva allareguleerimise kohta. Kui see võib mängida rolli mälu reguleerimises, kas DNA metüülimisel oleks sarnane mõju? Seda nähtust peeti eelkõige vahendiks struktuuride aktiivsuse säilitamiseks mitoosi ja süsteemide moodustumise ajal. Kuid küpses imetaja ajus täheldati metülaaside intensiivsust, hoolimata asjaolust, et enamik selle rakke ei jagune. Kuna vaadeldav nähtus aitab kaasa geeniekspressiooni pärssimisele, ei saanud teadlased ümber lükata metülaaside ja neuronite regulatoorsete protsesside vahelise seose võimalust.
Eelduste kontrollimine
Armas ja temaKolleegid, kes uurisid DNA metüülimist ja selle nähtuse olulisust mälu kujunemisel, ravisid hipokampuse sektsioone desoksüribonukleiinhappe metüültransferaaside inhibiitoritega. Nad leidsid, et see hoiab ära pikaajalise võimendamise – sünaptiliste ühenduste tugevnemise vastuseks neuronite aktiivsusele. See protsess määrab õppimise ja mälu mehhanismide toimimise. Teadlased leidsid ka, et inhibiitorid vähendasid reeliini DNA metüülimise taset. See näitas tema pöörduvust.
Katsed
Otsustades oma uurimistööd edasi viia, hakkasid Sweet ja Miller jälgima muutusi hiirte metülatsioonimustrites mudelis, mille käigus loomad õpivad seostama konkreetset asukohta ebameeldivate stiimulitega, eriti kergete šokkidega. Inhibiitoritega ravitud katsealuste käitumine väljendas võimalikke õppimisraskusi. Kui nad paigutati keskkonda, kus nad oleksid pidanud kartma, külmusid nad oluliselt harvemini kui kontrollloomad.
Järeldused
Kuidas võib metüleerimine mõjutada hiirte mälu? Teadlased selgitasid seda järgmiselt. DNA-s on üsna palju saite, mida vesiniku- ja süsinikuaatomite rühmade lisamine võib mõjutada. Sellega seoses otsustasid teadlased pöörduda järgmise nähtuse poole. Esm alt uurisid nad geenide metüleerimist, mille roll mälu kujunemisel oli juba kindlaks tehtud. Esiteks käsitleti piirkonda, kus fosfataasi valgu mäluprotsessid on alla surutud. Vähendatud väljendusvõib põhjustada vastupidist. Tõepoolest, pärast tund aega kestnud kontekstuaalset hirmu konditsioneerimist tõusis metüülimise tase enam kui sajakordselt. Samal ajal langes CA1 hipokampuse piirkonnas mRNA tase kergelt, kuid statistiliselt olulisel määral. See efekt ilmneb loomade ajus koos väikese jäsemete šoki ja konteksti uudsusega. Üksiti ei mõjuta need stiimulid metüleerimist. Sellest lähtuv alt toimub rühmadega liitumine eranditult tõelise koolitusega.
DNA metüülimine ja vananemine
Vanuseprobleemid ja onkoloogilised haigused on enim arutatud teemade hulgas. Paljude aastate uurimistöö jooksul on teadlased välja pakkunud mitmesuguseid teooriaid ja mudeleid. Ükski kontseptsioon ei vasta praegu aga täielikult kõigile küsimustele. Vahepeal on suurim huvi vananemisprobleemile lahenduse otsimise vastu geenide aktiivsuse muutuste uurimine. Eelkõige avaldas selles küsimuses oma arvamust professor Anisimov. Ta juhib tähelepanu, et geenide ekspressioon (ekspressioon) sõltub muu hulgas metülatsioonist, mis võib mõjutada vananemise kiirust. Kuni 5% desoksüribonukleiinhappe tsütosiini jääkidest lisati süsiniku- ja vesinikuaatomite rühmad, moodustades 5MC (5-metüültsütosiin). Seda alust peetakse ainsaks konstandiks kõrgemate organismide DNA-s. Rühmade liitumine toimub mõlemas lõimes sümmeetriliselt. 5 mC jäägid on alati kaetud guaniini jääkidega. Samas struktuuridtäidavad erinevaid funktsioone. Siiski on oluline märkida, et metüülimine on seotud geenide aktiivsuse reguleerimisega. Muutused rühmadega liitumise käigus on põhjustatud transkriptsioonitaseme tõrgetest.
Põhjused
Vanusega seotud demetüleerimist kirjeldati esmakordselt 1973. aastal. See näitas erinevust rühmade eraldumise astmes rottide kudedes. Ajus oli demetüleerimine aktiivsem kui maksas. Seejärel leiti kopsudes ja naha fibroblastide moodustumises vanuse kasvades 5 mC langus. Teadlased väitsid, et vanusega seotud demetüleerimine soodustab rakkude kasvaja transformatsiooni. Seda nähtust saab lihtsate sõnadega kujutada järgmiselt. Mitteaktiivne geen on seotud metüülrühmaga. Keemiliste reaktsioonide mõjul on see lahti ühendatud. Vastav alt sellele geen aktiveeritakse. Aatomite rühm toimib kaitsmena. Mida väiksem on nende arv, seda rohkem rakk eristub ja vastav alt vanem, mida rohkem neid on, seda noorem see on. Klassikaline näide, mida kirjanduses laialdaselt kasutatakse, on teatud lõheliikide areng. Ilmnes nende erakordselt kiire hukkumise fenomen vahetult pärast kudemist. Eile surevad noored reproduktiivses eas isendid lühikese aja jooksul. Bioloogilises mõttes on see nähtus kiirenenud vananemine, millega kaasneb DNA massiline demetüleerimine.
Kuidas keha aidata?
Selleks on erinevaid viisevõib parandada kaasasündinud DNA metüülimist. Kõige populaarsemate hulgas on:
- Värske rohelise söömine. Eriti soovitatavad on lehtköögiviljad. Need toimivad foolhappe allikana, mis on õigeks metüülimiseks hädavajalik.
- Vitamiinide B12 ja B6, riboflaviini võtmine. Nende allikad on munad, kala, mandlid, kreeka pähklid, spargel jne.
- Saage piisav alt tsinki ja magneesiumi. Need tagavad metüülimise säilitamise.
- Probiootikumide tarbimine. Need aitavad kaasa B-rühma vitamiinide ja foolhappe saamisele ja imendumisele.
Samuti on oluline minimeerida stressirohke olukordi, loobuda halbadest harjumustest (joomine, suitsetamine). Tuleb jälgida, et mürgised ained kehasse ei satuks. Need ühendid võtavad metüülrühmad, koormavad maksa.
