일반 및 정의
후성유전학은 DNA 서열을 변경하지 않고, 따라서 그것을 구성하는 뉴클레오타이드 서열에 변형을 일으키지 않고 유전자 발현의 변이를 초래하는 모든 유전적 변형에 대한 연구를 다룹니다.
그러나 보다 전문적인 언어를 사용하여 후성유전학은 유전자형을 변경하지 않고도 개인의 표현형을 변화시킬 수 있는 모든 변형과 모든 변화를 연구한다는 것을 확인할 수 있습니다.
"후성 유전학"이라는 용어를 만든 장점은 1942년에 "유전자와 그 산물 사이의 인과적 상호 작용을 연구하고 표현형을 초래하는 생물학의 한 분야"로 정의한 생물학자인 Conrad Hal Waddington에 기인합니다.
이러한 용어로 설명하면 후생유전학은 다소 복잡해 보일 수 있으며 개념을 더 잘 이해하기 위해 DNA가 어떻게 만들어지고 DNA에 포함된 유전자의 전사가 어떻게 일어나는지에 대한 작은 괄호를 여는 것이 유용할 수 있습니다.
DNA 및 유전자 전사
DNA는 세포핵 안에 포함되어 있으며 이중나선 구조를 가지고 있으며 뉴클레오타이드라고 하는 반복 단위로 구성되어 있습니다.
우리 세포에 포함된 대부분의 DNA는 뉴클레오솜이라고 하는 특정 소단위로 구성되어 있습니다.
뉴클레오솜은 DNA가 감싸고 있는 히스톤이라는 단백질로 구성된 중앙 부분(코어라고 함)으로 구성됩니다.
DNA와 히스톤의 집합은 소위 염색질을 구성합니다.
DNA에 포함된 유전자의 전사는 뉴클레오솜 내부의 "후자의 포장"에 정확히 의존합니다. 사실, 유전자 전사 과정은 전사 인자, 즉 DNA에 존재하는 특정 조절 서열에 결합하는 특정 단백질에 의해 조절되며, 경우에 따라 특정 유전자를 활성화하거나 억제할 수 있습니다.
따라서 낮은 수준의 패킹을 갖는 DNA는 전사 인자가 조절 서열에 접근할 수 있도록 하고, 반대로 높은 수준의 패킹을 갖는 DNA는 접근을 허용하지 않습니다.
패킹 수준은 히스톤 자체와 화학 구조의 변화에 의해 결정됩니다.
보다 구체적으로, "히스톤의 아세틸화(즉, 이러한 단백질을 구성하는 아미노산의 특정 부위에 아세틸기의 추가)"는 염색질이 "전사 인자의 진입을 허용하는" 보다 느슨한 "형태"를 취하도록 하여 유전자 전사를 허용합니다. 반면, 탈아세틸화는 아세틸기를 제거하여 염색질을 두꺼워지게 하여 유전자 전사를 차단합니다.
후성적 신호
지금까지 말한 것에 비추어 볼 때 후성유전학이 개인의 유전자형이 아니라 표현형을 변화시킬 수 있는 변형을 연구한다면, 후성유전학적 신호는 주어진 유전자의 발현을 바꿀 수 있는 변형이라는 것을 확언할 수 있습니다. , 뉴클레오티드 서열을 변경하지 않고.
결과적으로, 우리는 이전 단락에서 언급한 히스톤의 아세틸화가 후성적 신호로 간주될 수 있음을 확인할 수 있습니다. 그것의 구조.
다른 유형의 후성유전학적 변형은 DNA와 히스톤 자체의 메틸화 반응으로 구성됩니다.
예를 들어, 프로모터 부위에서 DNA의 메틸화(즉, 메틸기의 추가)는 유전자의 전사를 감소시키며, 이 유전자의 활성화는 프로모터 부위 자체에 의해 조절됩니다.사실, 프로모터 부위는 위치하는 DNA의 특정 서열입니다. 유전자의 상류에서, 그의 임무는 동일한 것의 전사가 시작되도록 허용하는 것입니다. 따라서 이 부위에 메틸기가 추가되면 유전자 전사를 방해하는 일종의 방해가 발생합니다.
여전히, 현재 알려진 후성 유전적 변형의 다른 예는 인산화 및 유비퀴틴화입니다.
DNA와 히스톤 단백질과 관련된 이러한 모든 과정은 다른 유전자의 전사에 따라 합성되는 다른 단백질에 의해 조절되며, 이 단백질의 활성은 차례로 변경될 수 있습니다.
어쨌든 후성유전학적 변형의 가장 흥미로운 특징은 그것이 우리를 둘러싼 환경, 우리의 생활방식(영양 포함) 및 건강 상태와 관련된 외부 환경 자극에 대한 반응으로 일어날 수 있다는 것입니다.
어떤 의미에서 후성유전학적 변형은 세포에 의해 작동되는 적응적 변화로 이해될 수 있다.
이러한 변화는 학습과 기억에 대한 후성 유전적 메커니즘을 채택하는 뉴런의 경우처럼 생리학적일 수 있지만, 예를 들어 정신 장애나 종양의 경우와 같이 병리학적일 수도 있습니다.
후성 유전적 변형의 다른 중요한 특성은 가역성과 유전입니다.사실, 이러한 변형은 시간이 지남에 따라 여전히 추가 변화를 겪을 수 있지만 항상 외부 자극에 반응하여 한 세포에서 다른 세포로 전달될 수 있습니다.
마지막으로, 후생유전학적 변형은 한때 믿어졌던 것처럼 배아 수준(세포가 분화할 때)에서뿐만 아니라 유기체가 이미 발달했을 때도 삶의 여러 단계에서 발생할 수 있습니다.
치료적 측면
후성 유전학 및 후성 유전학적 변형의 발견은 신생물 유형(종양)을 비롯한 다양한 유형의 병리학의 잠재적인 치료를 위한 치료 분야에서 널리 이용될 수 있습니다.
사실, 언급한 바와 같이 후성유전학적 변형은 병리학적 성질을 가질 수도 있습니다. 따라서 이러한 경우에는 실제 이상으로 정의할 수 있습니다.
따라서 연구자들은 이러한 변화가 외부 자극의 영향을 받을 수 있고 유기체의 일생 동안 스스로를 나타내고 추가로 수정할 수 있다면 상황을 원래 상태로 되돌릴 목적으로 특정 분자를 사용하여 변화에 개입할 수 있다고 가정했습니다. 정상 조건 정상. 이것은 질병의 원인이 실제 유전적 돌연변이에 있을 때 (적어도 아직까지는) 할 수 없는 일입니다.
이 개념을 더 잘 이해하기 위해 연구자들이 항암 치료 분야에서 후성 유전학 지식을 활용한 예를 들 수 있습니다.
