حقایق شگفت‌انگیز درباره دوقلوها

به گزارش مشرق، دو قلوهای یکسان از DNA مشابهی سرچشمه می‌گیرند، بنابراین چگونه می‌توانند حتی در صفاتی که دارای یک مولفه ژنتیکی قابل توجه هستند، بسیار متفاوت باشند؟. چرا ممکن است یکی از دو قلوها در 55 سالگی به بیماری قلبی مبتلا شود، در حالیکه خواهرش با سلامتی کامل در ماراتن می‌دود؟.

طبیعت دربرابر پرورش ارتباط زیادی با آن دارد اما پاسخ عمیق تری را می‌توان در چیزی به نام آپی ژنتیک یافت.

این مطالعه نحوه تعامل DNA با بسیاری از مولکول‌های کوچکتر موجود در سلول‌هاست که می‌توانند ژن‌ها را فعال و غیرفعال کنند. اگر DNA را به عنوان یک کتاب دستورالعمل آشپزی در نظر بگیرید، این مولکول‌ها عمدتا آن‌هایی هستند که تعیین می‌کنند، چه موقع پخته شود. آن‌ها خودشان هیچ انتخاب آگاهانه‌ای انجام نمی‌دهند، بلکه حضور و تمرکز آن‌ها در سلول‌ها تفاوت ایجاد می‌کند، اما این چطور کار می‌کند؟

ژن‌های DNA وقتی خوانده می‌شوند و به RNA رونویسی می‌شوند، بیان می‌شوند؛ که توسط ساختارهایی به نام ریبوزوم به پروتئین ترجمه می‌شوند و پروتئین‌ها بیشترین خصوصیات و عملکرد سلول را تعیین می‌کنند. تغییرات اپی ژنتیکی می‌تواند در رونویسی ژن‌های خاص کمک یا تداخل کند. متداول‌ترین روش تداخل این است که DNA با پروتئین‌هایی که دور آن پیچیده می‌شود با برچسب‌های شیمیایی کوچک برچسب گذاری می‌شود.

مجموعه تمام برچسب‌های شیمیایی متصل به ژنوم سلول معین را اپی ژنوم می‌نامند برخی از این موارد، مانند یک گروه متیل، با از خط خارج کردن ماشین رونویسی با پیچ خوردگی بیشتر DNA باعث مهار بیان ژن می‌شوند و آن را غیر فعال می‌کنند. این ژن هنوز وجود دارد، اما خاموش است. افزایش روزنویس اساسا برعکس است، اما برخی برچسب‌های شیمیایی DNA را باز می‌کنند، و رونویسی را آسان می‌کنند که تولید پروتئین مربوط را افزایش می‌دهد.

تغییرات اپی ژنتیکی می‌توانند از تقسیم سلولی زنده بمانند، به این معنی که آن‌ها می‌توانند بر روی یک ارگانیسم در تمام عمر تاثیر بگذارند و گاهی اوقات این چیز خوبی است. تغییرات اپی ژنتیکی بخشی از رشد طبیعی هستند. با تقسیم سلول ها، برخی از ژن‌ها فعال شده و برخی دیگر مهار می‌شوند. با گذشت زمان، از طریق این برنامه ریزی مجدد اپی ژنتیک، برخی سلول‌ها به سلول‌های قلب و برخی دیگر به سلول‌های کبدی تبدیل می‌شوند.

هر یک از حدود 200 نوع سلول در بدن انسان، اساسا ژنوم یکسانی دارد، اما هر کدام اپی ژنوم خود را دارد. اپی ژنوم هم چنین واسطه گفتگوی مادام العمر بین ژن‌ها و محیط است. برچسب‌های شیمیایی که ژن‌ها را روشن یا خاموش می‌کنند، می‌توانند تحت تاثیر عوامل مختلفی از جمله رژیم غذایی، قرار گرفتن در معرض شیمیایی و دارو قرار بگیرند. تغییرات اپی ژنتیکی حاصل می‌تواند در نهایت منجر به بیماری شود، به عنوان مثال ژن خاموش کننده پروتئین سرکوب کننده تومور را خاموش می‌کند.

تغییرات اپی ژنتیکی ناشی از محیط، بخشی از دلیل این هستند که دو قلوهای یکسان ژنتیکی زندگی بسیار متفاوتی داشته باشند. با بزرگ شدن دو قلوها، اپی ژنوم آن‌ها متفاوت می‌شود و بر نحوه سن و حساسیت آنها برای بیماری‌ها تاثیر می‌گذارند حتی تجربیات اجتماعی می‌توانند باعث تغییرات اپی ژنتیکی شوند. در یک آزمایش معروف، هنگامی که موش‌های مادر به اندازه کافی به نوزادان خود توجه نمی‌کردند. ژن‌های نوزادان که به آن‌ها در مدیریت استرس کمک می‌کرد، خاموش شد، اما ممکن است که با آن نسل متوقف نشود.

بیشتر نشانه‌های اپی ژنتیکی با تشکیل سلول‌های تخمک و آسپریم پاک می‌شوند، اما اکنون محققان تصور می‌کنند که برخی از این آثار باقی می‌مانند و این ویژگی‌های ژنتیکی را به نسل بعدی منتقل می‌کنند. تجربیات مادر یا پدر در کودکی یا انتخاب در بزرگسالی در واقع می‌تواند اپی ژنوم شما را تشکیل دهد، اما حتی اگر تغییرات اپی ژنتیکی چسبنده باشند؛ لزوما دائمی نیستند. یک سبک زندگی متعادل که شامل یک رژیم غذایی سالم، ورزش و جلوگیری از قرار گرفتن در معرض آلاینده‌ها باشد، در طولانی مدت ممکن است یک اپی ژنوم سالم ایجاد کند.

دانشمندان تازه فهمیده‌اند که چگونه اپی ژنتیک می‌تواند مکانیسم‌های رشد و پیری انسان و همچنین ریشه‌های سرطان، بیماری‌های قلبی، روانی، اعتماد و بسیاری از شرایط دیگر را توضیح دهد. در همین حال، تکنیک‌های جدید ویرایش ژنوم تشخیص اینکه تغییرات اپی ژنتیکی برای سلامتی و بیماری‌های بسیار مهم است را بسیار آسان می‌کند. وقتی فهمیدند که اپی ژنوم ما چگونه تاثیر می‌گذارد، ممکن است بتوانیم روی آن نیز تاثیر بگذاریم.