Πώς οι χημικές τροποποιήσεις στο DNA διατηρούν τα γονίδια σιωπηλά
μεθυλίωση DNA :Η μεθυλίωση του DNA είναι μία από τις πιο καλά μελετημένες επιγενετικές τροποποιήσεις. Περιλαμβάνει την προσθήκη μιας ομάδας μεθυλίου στη θέση του άνθρακα 5 των νουκλεοτιδίων κυτοσίνης, συχνά στο πλαίσιο των δινουκλεοτιδίων CPG. Η μεθυλίωση του DNA σχετίζεται τυπικά με τη σίγαση γονιδίων. Οι υψηλές μεθυλιωμένες περιοχές, γνωστές ως νησιά CPG, συχνά βρίσκονται στις περιοχές προαγωγού των γονιδίων και μπορούν να αποτρέψουν τη δέσμευση των μεταγραφικών παραγόντων και άλλων ρυθμιστικών πρωτεϊνών, αναστέλλοντας έτσι την έκφραση γονιδίων.
τροποποιήσεις ιστόνης :Οι ιστόνες είναι πρωτεΐνες που αναδιπλώνεται το DNA για να σχηματίσει χρωματίνη, το δομικό υλικό των χρωμοσωμάτων. Διάφορες χημικές τροποποιήσεις μπορούν να εμφανιστούν σε ουρές ιστόνης, συμπεριλαμβανομένης της ακετυλίωσης, της μεθυλίωσης, της φωσφορυλίωσης και της ουβικιτινίωσης. Αυτές οι τροποποιήσεις μπορούν να μεταβάλλουν τη δομή και την προσβασιμότητα της χρωματίνης, επηρεάζοντας την έκφραση γονιδίων. Για παράδειγμα, η ακετυλίωση ιστόνης γενικά σχετίζεται με την ενεργοποίηση των γονιδίων, ενώ η μεθυλίωση της ιστόνης μπορεί να έχει εξαρτώμενες από το περιβάλλον επιδράσεις στην έκφραση γονιδίων.
μη κωδικοποιητικά RNAS :Τα μη κωδικοποιημένα RNAs (NCRNAs) είναι μόρια RNA που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Ορισμένοι τύποι NCRNAs, όπως microRNAs (miRNAs) και μικρά παρεμβατικά RNAs (siRNAs), μπορούν να δεσμεύονται με συγκεκριμένα μόρια mRNA και να αποτρέψουν τη μετάφρασή τους σε πρωτεΐνες. Αυτός ο μηχανισμός, γνωστός ως RNA Interference (RNAi), παίζει ρόλο στη σίγαση και τη ρύθμιση του γονιδίου.
DNA Looping and Insulators :Το DNA Looping και ο σχηματισμός βρόχων χρωματίνης μπορούν να φέρουν μακρινά ρυθμιστικά στοιχεία, όπως οι ενισχυτές και οι σιγαστήρες, σε στενή εγγύτητα με τους γονιδιακούς υποκινητές. Οι μονωτήρες είναι αλληλουχίες DNA που εμποδίζουν την αλληλεπίδραση των ενισχυτών με τους υποκινητές, εμποδίζοντας την ενεργοποίηση των γονιδίων. Αυτοί οι μηχανισμοί μπορούν να συμβάλουν στη σίγαση γονιδίων δημιουργώντας φυσικά εμπόδια ή ρυθμιστικά όρια.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι χημικές τροποποιήσεις στο DNA συχνά λειτουργούν σε συνεννόηση με άλλους ρυθμιστικούς παράγοντες και μηχανισμούς για την επίτευξη ακριβούς ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης. Οι διαταραχές ή τα μη φυσιολογικά πρότυπα σε αυτές τις τροποποιήσεις μπορούν να οδηγήσουν σε γονιδιακή δυσλειτουργία και να συμβάλλουν σε διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των διαταραχών του καρκίνου και του αναπτυξιακού.
