اپی ژنتیک چیست؟
اپی ژنتیک بیانگر تاثیر رفتار و محیط فرد بر تغییرات در ژنتیک فرد است، که موجب فعال یا غیرفعال شدن ژن ها می شود. همچنین اپی ژنتیک با بالا رفتن سن تغییر می کند هم به عنوان بخشی از رشد طبیعی و پیری و هم به دلیل قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی که در طول زندگی اتفاق می افتد. تغییرات اپی ژنتیکی می تواند به طرق مختلف بر سلامتی تأثیر بگذارد.
ژنها نقش بسیار مهمی در سلامتی فرد ایفا می کنند اما رفتار و محیط فرد شامل غذایی که فرد مصرف می کند و فعالیت بدنی نیز موثر است.
ژن ها:
بیان ژن به فرآیند ساخت پروتئین با استفاده از دستورالعمل های ژن ها اشاره دارد. DNA یک فرد شامل ژن های زیادی است. هر ژن شامل دستورالعمل هایی برای ساخت پروتئین است. علاوه بر این، بخش های دیگری از DNA وجود دارد که بخشی از یک ژن نیستند، اما برای اطمینان از عملکرد صحیح ژن ها وجود آن ها حائز اهمیت است. این بخش های DNA دستورالعمل هایی را در مورد محل، زمان و مقدار ساخته شدن پروتئین ارائه می کند.
در حالی که تغییرات در ژن ها (جهش) می تواند پروتئین ساخته شده را تغییر دهد، تغییرات اپی ژنتیک بر بیان ژن تأثیر می گذارد تا ژن ها را در اصطلاح «روشن» و «خاموش» کند که این تغییرات می تواند به این معنی باشد که ژن ها در سلول ها و بافت ها در زمان یا قسمتی که به طور معمول پروتئین ساخته نمی شود پروتئین می‌سازند، یا اینکه ژن ها پروتئین ها را در جایی و زمانی که به طور معمول ساخته می شوند، نمی سازند. همچنین می تواند به این معنا باشد که ژن ها بیشتر یا کمتر از حد معمول پروتئین می سازند.
چگونگی اثر عوامل محیطی بر بیان ژن:
راه های مختلفی وجود دارد که یک عامل محیطی می تواند باعث ایجاد تغییر اپی ژنتیک شود. یکی از رایج ترین راه ها ایجاد تغییر در متیلاسیون DNA است. متیلاسیون DNA با افزودن یک ماده شیمیایی (معروف به گروه متیل) به DNA عمل می کند. این ماده شیمیایی همچنین می تواند از طریق فرآیندی به نام دی متیلاسیون از DNA حذف شود. به طور معمول، متیلاسیون ژن ها را خاموش می کند و دی متیلاسیون ژن ها را روشن می کند. بنابراین، عوامل محیطی می توانند بر میزان پروتئینی که یک سلول می سازد تأثیر بگذارد. اگر یک عامل محیطی باعث افزایش متیلاسیون DNA شود، ممکن است پروتئین کمتری ساخته شود و اگر عاملی باعث افزایش دی متیلاسیون شود، ممکن است پروتئین بیشتری ساخته شود.
اپی ژنتیک و رشد:
تغییرات اپی ژنتیک قبل از تولد فرد شروع می شود. همه سلول ها دارای ژن های یکسانی هستند اما ظاهر و عملکرد متفاوتی دارند. همانطور که فرد رشد می کند، اپی ژنتیک به تعیین عملکرد یک سلول به عنوان مثال: تبدیل شدن به سلول قلب، سلول عصبی، سلول ماهیچه ای یا سلول پوست کمک می کند.
برای مثال می توان به تفاوت سلول عصبی و سلول عضلانی اشاره کرد. سلول های عصبی و سلول های ماهیچه ای DNA یکسانی دارند، اما عملکرد متفاوتی دارند. سلول عصبی اطلاعات را به سلول های دیگر بدن منتقل می کند، سلول عضلانی ساختاری دارد که به توانایی بدن برای حرکت کمک می کند. اپی ژنتیک به سلول ماهیچه ای اجازه می دهد تا ژن ها را روشن کند تا پروتئین ها را برای کار خود مهم کند و ژن های مهم برای کار سلول عصبی را خاموش کند.
اپی ژنتیک و سن:
لازم به ذکر است که اپی ژنتیک فرد در طول زندگی تغییر می کند. همچنین اپی ژنتیک فرد در بدو تولد با اپی ژنتیک فرد در دوران کودکی یا بزرگسالی یکسان نیست.
برای مثال در مورد یک نوزاد، فرد 26 ساله و فرد 103 ساله. دانشمندان متیلاسیون DNA را در میلیون ها مکان در یک نوزاد، فرد 26ساله و 103 ساله اندازه گیری کردند. سطح متیلاسیون DNA با افزایش سن کاهش یافت. نوزاد تازه متولد شده بالاترین سطح متیلاسیون DNA، فرد 103 ساله کمترین سطح متیلاسیون DNA و فرد 26 ساله دارای سطح متیلاسیون DNA بود که بین نوزاد و فرد 103 سال بود.
اپی ژنتیک و مواجهه با محیط
اپی ژنتیک فرد می تواند در پاسخ به رفتارها و محیط فرد تغییر کند.
تغذیه در دوران بارداری:
محیط و رفتار یک فرد باردار در دوران بارداری، مانند اینکه آیا غذای سالم می خورند، می تواند اپی ژنتیک نوزاد را تغییر دهد. برخی از این تغییرات ممکن است برای چندین دهه باقی بمانند و حتی ممکن است احتمال ابتلای کودک به برخی بیماری ها را افزایش دهند.
برای مثال می توان به گرسنگی هلندی قحطی زمستانی (1944-1945) اشاره کرد. افرادی که مادرانشان در طول قحطی حامله بودند، بیشتر در معرض ابتلا به بیماری های خاصی مانند: بیماری قلبی، اسکیزوفرنی و دیابت نوع 2 بودند. حدود 60 سال پس از قحطی، محققان سطوح متیلاسیون DNA را در افرادی که در زمان قحطی مادرانشان باردار بودند بررسی کردند. این افراد در مقایسه با خواهر و برادرهای خود که قبل از تولد در معرض قحطی قرار نگرفته بودند، متیلاسیون DNA در برخی از ژن ها افزایش و متیلاسیون DNA در ژن های دیگر کاهش یافت. این تفاوت ها در متیلاسیون DNA می تواند توضیح دهد که چرا در این افراد در آینده احتمال ابتلا به برخی بیماری ها افزایش می یابد.
استعمال سیگار:
قرار گرفتن در معرض عواملی مانند: سیگار کشیدن می تواند باعث تغییرات اپی ژنتیک شود. با این حال، این تغییرات اپی ژنتیکی می تواند در برخی موارد برگشت پذیر باشد.
برای مثال در مورد افراد سیگاری، غیرسیگاری و سیگاری های سابق:
سیگار می تواند منجر به تغییرات اپی ژنتیکی شود. در بخش‌های خاصی از ژن AHRR، افراد سیگاری نسبت به افراد غیرسیگاری متیلاسیون DNA کمتری دارند. این تفاوت برای سیگاری های شدید و سیگاری های طولانی مدت بیشتر است. پس از ترک سیگار، سیگاری های سابق می توانند متیلاسیون DNA را در این ژن افزایش دهند. در نهایت، آنها می توانند به سطوحی مشابه با افراد غیرسیگاری برسند. در برخی موارد، این ممکن است در کمتر از یک سال اتفاق بیفتد، اما مدت زمان بستگی به مدت و میزان مصرف سیگار قبل از ترک دارد.
اپی ژنتیک و بیماری ها
برخی بیماری ها می توانند اپی ژنتیک فرد را تغییر دهند. علاوه بر این، برخی تغییرات اپی ژنتیکی می تواند احتمال ابتلا به برخی بیماری ها مانند سرطان را افزایش دهد.
عفونت ها
میکروب ها می توانند اپی ژنتیک فرد را برای تضعیف سیستم ایمنی بدن تغییر دهند که این تغییر به زنده ماندن میکروب کمک می کند.
برای مثال در بیماری سل مایکوباکتریوم توبرکلوزیس که باعث ایجاد سل می شود. عفونت با این میکروب ها می تواند باعث تغییرات اپی ژنتیکی در برخی از سلول های ایمنی بدن شود که منجر به خاموش شدن ژن IL-12B می شود. خاموش کردن ژن IL-12B سیستم ایمنی بدن را ضعیف می کند و بقای مایکوباکتریوم توبرکلوزیس را بهبود می بخشد.
سرطان
برخی جهش ها احتمال ابتلا به سرطان را افزایش می دهند. به همین ترتیب، برخی تغییرات اپی ژنتیک خطر ابتلا به سرطان را افزایش می دهد. برای مثال، داشتن جهش در ژن BRCA1 که از عملکرد صحیح آن جلوگیری می کند، احتمال ابتلا به سرطان سینه و سایر سرطان ها را افزایش می دهد. به طور مشابه، افزایش متیلاسیون DNA که منجر به کاهش بیان ژن BRCA1 می شود، خطر ابتلا به سرطان سینه و سایر سرطان ها را افزایش می دهد. در حالی که سلول های سرطانی متیلاسیون DNA را در ژن های خاص افزایش داده اند، سطح متیلاسیون DNA کلی در سلول های سرطانی در مقایسه با سلول های طبیعی کمتر است.
انواع مختلف سرطان که مشابه به نظر می رسند می توانند الگوهای متیلاسیون DNA متفاوتی داشته باشند. اپی ژنتیک می تواند برای کمک به تعیین نوع سرطانی که فرد مبتلا است یا می تواند به یافتن سرطان هایی که به سختی قابل تشخیص نیستند، کمک کند. اپی ژنتیک به تنهایی نمی تواند سرطان را تشخیص دهد. سرطان ها باید با آزمایش های غربالگری بیشتر تایید شوند.
مطالب مشابه:
سکته مغزی و ژنتیک
نقش ژنتیک در میگرن
سرطان کولورکتال و ژنتیک
آزمایش ژنتیک اوتیسم (ASD)
تشخیص سلیاک با آزمایش ژنتیک
منبع: cdc
