Metilacija je dodavanje jednog atoma ugljika i tri vodikova atoma drugoj molekuli. Ovaj fenomen se smatra posljednjom riječju u području zdravstvene zaštite. Prati gotovo sve tjelesne funkcije.
Funkcije
Metilne skupine (atomi ugljika i vodika) sudjeluju u:
- Reakcija tijela na stresne situacije.
- Proizvodnja i prerada glutationa. Djeluje kao ključni antioksidans u tijelu.
- Detoksikacija hormona, teških metala i kemijskih spojeva.
- Kontrolirajte upalu.
- Popravite oštećene stanice.
- Imunološki odgovor i njegova regulacija, borba protiv virusa i infekcija, kontrola proizvodnje T-elemenata.
Proces metilacije DNA također je važan. Pogledajmo to pobliže.
Epigenetska kontrola razvoja
DNA metilacija potiče prijenos uzoraka na sljedeću generaciju stanica tijekom mitoze. Relativno nedavno je ustanovljeno da proces spajanja skupina atoma u terminaludiferencirane strukture imaju definitivan odnos s formiranjem memorije i sinaptičkom plastičnošću. K. Miller i D. Sweet istraživali su metilaciju DNA. Proučavanje fenomena dovelo ih je do zaključka da se aktivnost metilaze deoksiribonukleinske kiseline značajno povećava kod životinja tijekom pamćenja novih informacija. To pridonosi smanjenju ekspresije gena koji potiskuju procese pamćenja. Osim toga, autori ukazuju na još jedan fenomen. Istraživači izvještavaju da na aktivaciju gena za protein reelin, koji potiče promjene u sinaptičkim vezama i koji je uključen u patološki tijek shizofrenije, utječe formiranje pamćenja. U ovom slučaju, odlučujući faktor su demitalaza-enzimi koji osiguravaju demetilaciju DNA (oslobađanje od metilnih skupina). Utvrđene činjenice omogućuju nam da izvučemo najvažniji zaključak. Metilacija DNA kao jedan od epigenetskih mehanizama, kao i njezin obrnuti fenomen, igraju bitnu ulogu u pohranjivanju i pamćenju informacija. Ovu ideju potvrđuju rezultati istraživanja grupe E. Coste. Utvrđeno je da demilacija gena glutamat dekarboksilaze i reelina kod miševa može biti posredovana malim molekulama koje ometaju instalaciju DNA u jezgri. Ove studije ukazuju ne samo na mogućnost promjene prevladavajuće ideje o formiranju pamćenja. Oni također pokazuju da je metilacija DNA, koja se prije smatrala trajnom, dinamična. Štoviše, može se koristiti u terapiji.
Značajke
Ideja da su pamćenje i metilacija DNK povezani nije nova. Uvjetovanost sinaptičkog prijenosa acetilacijom histona već je ranije utvrđena. Oni čine kostur 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. Zapravo, aktivnost histon acetiltransferaze CREBBP (vezujućeg proteina), koji djeluje kao ključni neuronski transkripcijski čimbenik, povezana je s učinkom ovog proteina na pamćenje. Osim toga, tijekom primjene inhibitora histon deacetilaze pronađeno je povećanje dugotrajne memorije. To je dovelo do ubrzanja acetilacije histona.
Hipoteze
Sweet i Miller postavili su sljedeće pitanje u vezi s regulacijom ekspresije strukture ovisno o histonima. Ako može igrati ulogu u regulaciji pamćenja, bi li metilacija DNK imala sličan učinak? Taj se fenomen prvenstveno smatrao sredstvom za održavanje aktivnosti struktura tijekom mitoze i formiranja sustava. Međutim, u mozgu zrelog sisavca uočen je intenzitet metilaza, unatoč činjenici da se većina njegovih stanica ne dijele. Zbog činjenice da fenomen koji se razmatra doprinosi suzbijanju ekspresije gena, znanstvenici nisu mogli odbaciti mogućnost povezanosti između metilaza i regulatornih procesa u neuronima.
Provjera pretpostavki
Sweet and hisKolege, proučavajući metilaciju DNA i značaj ovog fenomena u formiranju pamćenja, tretirali su dijelove hipokampusa inhibitorima metiltransferaza deoksiribonukleinske kiseline. Utvrdili su da to sprječava nastanak dugotrajne potenciranosti – jačanje sinaptičkih veza kao odgovor na neuronsku aktivnost. Ovaj proces određuje rad mehanizama učenja i pamćenja. Znanstvenici su također otkrili da inhibitori smanjuju razinu metilacije u DNA reelina. To je ukazivalo na njegovu reverzibilnost.
Eksperimenti
Odlučivši nastaviti svoje istraživanje, Sweet i Miller počeli su promatrati promjene u obrascima metilacije kod miševa u modelu u kojem životinje uče povezati određeno mjesto 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, smrznule su se znatno rjeđe nego kontrolne životinje.
Zaključci
Kako metilacija može utjecati na pamćenje miševa? Znanstvenici su to objasnili na sljedeći način. Postoji dosta mjesta u DNK na koja se može utjecati dodavanjem skupina 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 procesi pamćenja proteina fosfataze. Smanjena ekspresijamoglo uzrokovati suprotno. Doista, nakon jednog sata kontekstualnog uvjetovanja straha, razine metilacije porasle su više od stostruko. U isto vrijeme, razine mRNA u CA1 hipokampalnoj regiji doživjele su blagi, ali statistički značajan pad. Taj se učinak nalazi u mozgu životinja uz kombinaciju manjeg šoka udova i novosti konteksta. Pojedinačno, ovi podražaji ne utječu na metilaciju. Sukladno tome, pridruživanje grupama se provodi isključivo uz pravi trening.
DNA metilacija i starenje
Problemi starosti i onkološke bolesti među temama o kojima se najviše raspravlja. Tijekom mnogo godina istraživanja, znanstvenici su predložili razne teorije i modele. Međutim, niti jedan koncept trenutno 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 ovisi, između ostalog, o metilaciji koja može utjecati na brzinu starenja. Do 5% citozinskih ostataka deoksiribonukleinske kiseline podvrgnuto je dodavanju skupina atoma ugljika i vodika uz stvaranje 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 uvijek su prekriveni ostacima gvanina. Istodobno, struktureobavljaju različite funkcije. Međutim, važno je napomenuti da je metilacija uključena u regulaciju aktivnosti gena. Promjene u tijeku pridruživanja grupama uzrokovane su kvarovima na razini transkripcije.
Razlozi
Demetilacija povezana sa starenjem prvi put je opisana 1973. godine. To je otkrilo razliku u stupnju razdvajanja skupina u tkivima štakora. U mozgu je demetilacija bila aktivnija nego u jetri. Nakon toga, u plućima, kao i u fibroblastnim formacijama kože, s godinama je pronađeno smanjenje 5 mC. 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 skupinu. Pod utjecajem kemijskih reakcija, isključuje se. Sukladno tome, gen se aktivira. Skupina atoma djeluje kao fitilj. Što je njihov broj manji, to će se stanica više razlikovati i, sukladno 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 iznimno brze smrti neposredno nakon mrijesta. Jučer mlade jedinke reproduktivne dobi umiru u kratkom vremenu. U biološkom smislu, ovaj fenomen je ubrzano starenje, koje je popraćeno masivnom demetilacijom DNK.
Kako pomoći tijelu?
Postoje različiti načini na kojemože poboljšati urođenu metilaciju DNK. Među najpopularnijima su:
- Jesti 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 magnezija. Omogućuju održavanje metilacije.
- Unos probiotika. Oni doprinose primanju i apsorpciji vitamina B skupine i folne kiseline.
Važno je minimizirati stresne situacije, odreći se loših navika (opijanje, pušenje). Potrebno je paziti da otrovne tvari ne uđu u tijelo. Ovi spojevi uzimaju metilne skupine, opterećuju jetru.
