Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 53 стр.

                                   53
       Метилирование ДНК – один из основных механизмов эпигенетиче-
ской изменчивости, под которой понимается изменения дифференциаль-
ной экспрессии генов, наследуемые в ряду митотических делений клетки
без изменения первичной последовательности нуклеотидов ДНК. В на-
стоящее время считается, что метилирование ДНК изменяет взаимодейст-
вие между ДНК и белками, входящими в состав хроматина (вещества хро-
мосом) и именно это взаимодействие через механизм компактизации - де-
компактизации хроматина регулирует экспрессию генов. Только в деком-
пактизированном состоянии гены как участки молекулы ДНК становятся
доступными ферментам, осуществляющим транскрипцию.
       Предполагается, что метилирование играет важную роль в защите
генома от мобильных генетических элементов, а также в инкативации пе-
ренесенных в клетку “чужеродных” генов. Известно, что значительную
часть ДНК человека (до 45%) занимают вирусные и бактериальные гены
(или их фрагменты), которые встроились в геном за многие века эволюции.
Академик РАН Л.Л. Киселев называет их “молекулярным кладбищем”
генома. К счастью, большинство вирусных генов очень сильно метилиро-
ваны и поэтому неактивны (“молчат”). Кроме того, известны примеры, ко-
гда с понижением степени метилирования многие транспозоны (мобиль-
ные генетические элементы) активизировались, а частота мутаций возрас-
тала в десятки раз. Приводятся данные о том, что для раковых клеток ха-
рактерно, с одной стороны, снижение уровня метилирования геномной
ДНК в целом, а с другой – повышенное содержание метильных групп в ге-
нах, сдерживающих превращение обычных клеток в раковые.
       С метилированием ДНК связывают такое явление, как импринтинг =
ядерная память (эффект гаметного/генного запечатления; от англ. imprint –
оставлять отпечаток, запечетлевать). Это один из вариантов эпигенетиче-
ской наследственности. Импринтинг представляет собой зависимость про-
явления (экспрессии) гена от того, от кого наследуется данный ген (от ма-
тери или отца), чьи метилируются нуклеотидные последовательности (ге-
нов отцовского или материнского генома). Так, ген, пришедший от отца,
может быть сильнее метилирован и неактивен, тогда как гомологичный
материнский ген может активно транскрибироваться, что может проявить-
ся в непредсказуемом наследовании признаков (даже если это
однояйцовые близнецы). Т.е. в участках генома, подверженных имприн-
тингу, экспрессируется только один аллель – отцовский или материнский.
У человека с феноменом импринтинга связан целый ряд наследственных
заболеваний.
       Еще один пример. Самки млекопитающих обладают двумя половы-
ми Х-хромосомами. Гены в этих половых хромосомах детерминируют
дифференцировку пола на ранних стадиях эмбриогенеза, после чего одна
из Х-хромосом инактивируется (гетерохроматизируется), превращаясь в
тельце Барра (половой хроматин). Этим достигается сбалансированность
эффекта генов Х-хромосом и аутосом, равное для самок и самцов. Счита-
ется, что в инакативации одной из двух хромосом участвуют процессы ме-