علم التخلق

تعريف

علم التخلق هو مجال بيولوجي واسع وواسع يتعامل مع الوظائف الجينية التي تتجاوز التسلسل النقي للقواعد في الحمض النووي.
يتكون الجينوم بشكل أساسي من خيوط الحمض النووي التي تتكون من أزواج قاعدية مرتبة بشكل مختلف. يوجد في كل شخص اختلافات في ترتيب الأزواج الأساسية ، والتي تحدد في النهاية شخصية كل شخص.
ولكن حتى مع نفس الجينوم ، يمكن أن تؤدي العوامل اللاجينية إلى تنفيذ تسلسل الجينات بشكل مختلف مما يؤدي إلى مزيد من الاختلافات.
في الوقت الحاضر ، لا يمكن فحص هذه الخصائص اللاجينية للشخص إلا جزئيًا في الجينوم.

حتى مع وجود مادة وراثية سليمة ظاهريًا ، يمكن أن يؤدي هذا الوراثة اللاجينية إلى أمراض من خلال التعديل اللاحق للمادة الوراثية.

كيف يعمل علم التخلق؟

يتكون الجينوم البشري ، الموجود في الكروموسومات ، من أزواج أساسية عديدة ترمز للمادة الجينية.
تحدد الأزواج الأساسية رمزًا يحول بموجبه الجسم المادة الجينية.
تنشأ الأمراض الوراثية من حقيقة أن الطفرات أو التحولات تحدث في الجينات في قواعد فردية ، حيث تكون الشفرة غير صحيحة وينتج الجين الخاطئ.
التليف الكيسي هو مثال نموذجي لمثل هذا المرض. تؤدي الطفرات والتشوهات المختلفة إلى خلل في "جين CFTR" ، الذي يرمز إلى قناة الكلوريد في الأعضاء المختلفة.

في حالة التغيرات اللاجينية ، لا يوجد مثل هذا التغيير الواضح في الجين.
تلعب العديد من العمليات الأخرى دورًا في تحويل الجين إلى منتج مطابق يعمل وينشط في الجسم:

يتم تعبئة الحمض النووي ويجب أولاً فكه بحيث يتم كشف تسلسل الجين المراد إنتاجه. في علم التخلق ، تتم العمليات الآن على قواعد الحمض النووي نفسها أو على عبوات خيوط الحمض النووي ، مما يغير طريقة إنتاج الأجزاء الجينية الفردية. يسمح هذا بتمييز مناطق الجينات الفردية أثناء إغلاق الأقسام الأخرى.

يمكن أن تكون آثار التغيرات اللاجينية على الجينوم كبيرة. نتيجة لذلك ، يمكن إيقاف التسلسلات الجينية المهمة تمامًا ، بينما يتم إنتاج الجينات الأخرى بشكل مفرط.
هذا يمكن أن يؤدي إلى أمراض وخصائص فيزيائية مختلفة بطرق مختلفة.
على مدار الحياة ، يتغير علم التخلق بسبب العمر وتحت تأثير الهرمونات والعوامل البيئية.

لهذا السبب ، من المفترض أن الوراثة اللاجينية لها تأثير حاسم على تطور أمراض القلب والأوعية الدموية وعملية الشيخوخة.
الفصام والزهايمر والسرطان والسكري والأمراض النفسية قد تنشأ أيضًا بسبب التغيرات اللاجينية.
لا يزال هناك الكثير من الأبحاث جارية في هذا المجال بحيث يمكن تفسير الأمراض المختلفة ومعالجتها بشكل أفضل في المستقبل.

أمثلة على علم التخلق

يمكن ملاحظة الأمثلة فوق الجينية في كل شخص في سن الشيخوخة. تُعزى العديد من الأمراض الآن إلى التغيرات اللاجينية ، من بين أمور أخرى.
مثال نموذجي لعلم التخلق المرئي هو ما يسمى ب "X-inactivation".
يتم إغلاق كروموسوم X تمامًا بواسطة عمليات الوراثة اللاجينية. يؤثر هذا بشكل خاص على النساء اللواتي لديهن كروموسومان X. يظل كروموسوم X واحدًا نشطًا ، ولهذا السبب لا توجد أعراض سريرية ملحوظة.
هذا يمكن أن يؤدي إلى ما يسمى بالأمراض الجينية "المتنحية" التي تندلع على كروموسوم X الذي لا يزال نشطًا ، والذي لولا ذلك لم يكن ليحدث لأنه كان من الممكن تعويضها بواسطة كروموسوم X الثاني.

مثال آخر على علم التخلق هو ما يعرف بـ "البصمة الجينية".
جينات الطفل لها بصمة جينومية أبوية ، مما يعني أن الجينات من أحد الوالدين فقط هي النشطة. يمكن أن يؤدي هذا أيضًا إلى أمراض نادرة مثل متلازمة أنجلمان أو متلازمة برادر ويلي أو حتى أمراض الأورام مثل ورم ويلمز.
لا تزال الطرق الدقيقة لعمل البصمة الجينومية على هذه الأمراض غير مستكشفة إلى حد كبير.

ما الدور الذي يلعبه علم التخلق في السرطان؟

يتم البحث بشكل مكثف في الروابط بين علم التخلق وتطور السرطان. تنجم معظم السرطانات عن تكاثر الخلايا دون عوائق ، والتي تتحول بعد ذلك إلى خلايا سرطانية.
يمكن أن تكون التعديلات الجينية أو العوامل الوراثية وراء ذلك.
هذه يمكن أن تسلط الضوء على تسلسل الجينات الفردية وتؤدي إلى نمو الورم.

يمكن أن تكون أورام الطفولة والبالغين بسبب التغيرات اللاجينية.
لا يزال من الممكن البحث عن هذه الأمراض جيدًا بشكل خاص عند الأطفال لأن لديهم نفس الوراثة اللاجينية. على مدار الحياة ، يتغير علم التخلق بسبب العمر والعوامل البيئية المختلفة.
هذا يفتح إمكانيات جديدة لتطوير الورم.

ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدام سوء التنظيم الجيني للجينات لمصلحتك الخاصة في علاج السرطان. من حيث المبدأ ، من الممكن تغيير الوراثة اللاجينية للجين المنشط بطريقة يتم فيها القضاء على السرطان مباشرة.

لا تزال هناك فجوات كبيرة في البحث في كل من تطور السرطان وعلاج السرطان من خلال آليات الوراثة اللاجينية.
حتى الآن ليس من الممكن استخدام هذه الأساليب علاجيًا.

ما الدور الذي يلعبه علم التخلق في الاكتئاب؟

يلعب علم التخلق دورًا مهمًا في تطور الأمراض النفسية.
من خلال تنشيط وتثبيط متواليات جينية معينة ، يمكن أن تتطور أمراض مثل الاكتئاب والفصام بشكل أفضل.

من المحتمل أيضًا أن تكون عوامل العمر والعوامل البيئية التي تؤدي إلى عمليات جينية متغيرة مسؤولة عن ذلك. ترتبط الأمراض العقلية بعلم التخلق البشري.
على سبيل المثال ، من المعروف أن الإجهاد النفسي يؤدي إلى تغييرات جينية تؤدي إلى شيخوخة الخلايا.

الإجهاد النفسي الشديد في مرحلة الطفولة له أيضًا تأثير كبير على علم التخلق ، والذي يمكن أن يؤدي إلى أمراض نفسية ثانوية في وقت لاحق.

• اقرأ المزيد عن الموضوع: أسباب الاكتئاب

علم التخلق في التوائم

يمكن إجراء البحث في علم التخلق بشكل جيد للغاية ، خاصة في التوائم المتطابقة.
على الرغم من أن هذه لها نفس التركيب الجيني ، إلا أنها يمكن أن يكون لها خصائص خارجية وداخلية مختلفة بشكل كبير في مسار حياتها.

يمكن إرجاع هذه الاختلافات إلى التغيرات اللاجينية التي تسببها الصدفة والعوامل البيئية. حتى لو كان لكل توأم نفس التركيب الجيني ، يتم تنشيط عدد قليل فقط من التسلسلات الجينية ، والتي تكون الوراثة اللاجينية المختلفة هي المسؤولة عنها.

في سن مبكرة ، لا يختلف علم التخلق.
مع تقدم العمر والتأثيرات البيئية المختلفة ، تصبح الاختلافات أكثر وضوحًا.
ومع ذلك ، لا يزال هناك بصمة جينية.
هذا يعني أن احتمالية حدوث التخلق المتماثل مع تطور الأمراض التي تسببها الوراثة اللاجينية في التوائم لا تزال مرتفعة.

• مزيد من المعلومات حول التوائم: الحمل في توأم - ما يجب أن تعرفه!

ما هو تأثير التأثيرات البيئية على علم التخلق؟

وفقًا للحالة الحالية للبحث ، يتأثر علم التخلق بشكل كبير بالتقدم في العمر والصدفة والعوامل البيئية.
يمكن أن تكون العوامل البيئية ذات طبيعة نفسية وجسدية.

العوامل البيئية السلبية المعروفة التي تسبب تغيرًا سلبيًا في الوراثة اللاجينية هي صدمة الطفولة أو الإجهاد أو الإجهاد النفسي أو الاكتئاب.
النظام الغذائي غير الصحي أو المواد الكيميائية الضارة مثل دخان التبغ أو الكحول لها أيضًا تأثير سلبي على الوراثة اللاجينية للتركيب الجيني.

في سن متقدمة ، يمكن أن تؤدي التأثيرات البيئية المختلفة من خلال التغيرات اللاجينية إلى أمراض نفسية وجهاز القلب والأوعية الدموية ولكن أيضًا العديد من الأعضاء الأخرى.
ومع ذلك ، فإن العلاقات وطرق العمل الدقيقة في الجينوم لم يتم بحثها بعد.

• قد تهمك هذه المقالة أيضًا: عواقب الإجهاد

توصيات من فريق التحرير

• الحمض النووي
• ما هي الانزيمات
• بلازما الخلية في جسم الإنسان
• الكروموسومات - التركيب والوظيفة والأمراض