Геномної імпрінтінг і епігенетика. характеристика
При деяких хворобах експресія фенотипу пов'язана з тим, від кого з батьків успадкований мутантний аллель або аномальна хромосома. Відмінності експресії генів між боку батька або матері аллелью - результат геномного імпринтингу.
Імпрінтінг - нормальний процес, викликаний змінами в хроматині в характерних позиціях генома, що відбулися в статевих клітинах тільки одного з батьків. Зміни включають ковалентні модифікації ДНК, наприклад метилювання цитозину з формуванням 5-метілцітозіна, або зміни і заміни в гістонових білках хроматину, які можуть впливати на експресію генів у конкретної хромосомної області.
Примітно, що імпринтинг впливає на експресію генів. а не на первинну послідовність ДНК. Це оборотна форма інактивації гена, а не мутація, таким чином, приклад епігенетігеского ефекту. Епігенетика - розділ генетики людини та медичної генетики всезростаючої важливості, що вивчає вплив на експресію генів і фенотип як у здорових, так і хворих при багатьох патологіях, включаючи цитогенетичні аномалії, моногенні захворювання і онкологію.
Імпрінтінг відбувається при гаметогенезе, до запліднення, і зазначає окремі гени як виходять від матері або батька. Після зачаття импринтинг регулює експресію генів в межах імпрінтіруемой області в деяких або всіх соматичних тканинах ембріона.
Стан импринтинга зберігається і після народження через сотні клітинних поділів, приводячи до того, що в клітці експресується тільки материнська або батьківська копія гена. У той же час импринтинг звернемо: якщо аллель батьківського походження успадковується жінкою, він перетворюється в її статевих клітинах, так що вона може передати його потомству вже з материнським импринтингом.
Аналогічно імпринтовані материнський аллель. успадкований хлопчиком, повинен перетворитися в його статевих клітинах, з тим щоб стати імпринтовані батьківським аллелем у його потомства. Управління цим процесом здійснюють центри імпринтингу - спеціальні елементи ДНК, що знаходяться в межах імпрінтіруемих областей геному. Хоча точний механізм їх дії невідомий, вони повинні викликати епігенетичні зміни в хроматині, які потім поширюються по хромосомі в області імпринтингу.
Тут ми сфокусуємось на вплив імпринтингу в клінічній цитогенетиці, так як безліч його ефектів виявляють внаслідок хромосомних аномалій.
Підтвердження геномного імпринтингу отримано для безлічі хромосом або хромосомних областей всього генома при порівнянні фенотипів осіб, які несуть ту ж цитогенетичну аномалію, що зачіпає материнський або батьківський гомолог. Хоча оцінки варіюють, ймовірно, що, по крайней мере, кілька десятків, а то й сотень генів у людини виявляють ефекти імпринтингу.
Деякі області містять єдиний імпрінтіруемий ген; інші містять цілі групи, в деяких випадках займають більше 1 мегабази уздовж хромосоми, або ж множинні гени імпринтингу.
Ознака імпринтованих генів. відрізняє їх від інших аутосомних локусів, - Експрес в тканинах тільки одного аллеля, або материнського, або батьківського. На відміну від цього, в неімпрінтіруемих локусах всіх клітин (тобто в переважній більшості локусів генома) експресуються як материнські, так і батьківські аллели.