Хочется знать :)
Не Вы один такой любопытный ;D
Если серьезно, сдается мне, что это история о генокопиях и фенокопиях, излагаемая на новый лад.
Цитата: PVOzerski от октября 06, 2010, 18:24:49
Не Вы один такой любопытный ;D
Если серьезно, сдается мне, что это история о генокопиях и фенокопиях, излагаемая на новый лад.
В примерах, уважаемый, я об этом деле конкретно почти ничего не знаю, только что она есть.
Если Вы об эпигенетической наследственности, то под ней разумеют передачу по наследству тех или иных признаков без использования последовательности нуклеотидов в ДНК. Старый пример: наследование фаз (одиночности или стадности) у саранчи - через гормоны, передаваемые от матери потомству через яйца. Более модная вещь - передача наследственной информации через воспроизводящуюся при редупликации химическую (посредством метилирования) инактивацию тех или иных участков ДНК (примеров не помню, но знаю, что такое бывает). В широком смысле под эпигенетической наследственностью пытаются понимать наследование приобретенных признаков и на этом основании воскрешать ламаркизм. Забывая о том, что приобретенный признак - это признак не обязательно целесообразный. А вот ежели без изменения генетической информации в ответ на изменения условий среды появляется целесообразный признак - то это уже, скорее всего, реализация другой (из нескольких возможных) программ реализации генетической информации, причем скорее всего программа эта была обкатана уже давно, только потом долго лежала невостребованной.
Цитата: PVOzerski от октября 06, 2010, 19:52:40
Если Вы об эпигенетической наследственности, то под ней разумеют передачу по наследству тех или иных признаков без использования последовательности нуклеотидов в ДНК. Старый пример: наследование фаз (одиночности или стадности) у саранчи - через гормоны, передаваемые от матери потомству через яйца. Более модная вещь - передача наследственной информации через воспроизводящуюся при редупликации химическую (посредством метилирования) инактивацию тех или иных участков ДНК (примеров не помню, но знаю, что такое бывает). В широком смысле под эпигенетической наследственностью пытаются понимать наследование приобретенных признаков и на этом основании воскрешать ламаркизм. Забывая о том, что приобретенный признак - это признак не обязательно целесообразный. А вот ежели без изменения генетической информации в ответ на изменения условий среды появляется целесообразный признак - то это уже, скорее всего, реализация другой (из нескольких возможных) программ реализации генетической информации, причем скорее всего программа эта была обкатана уже давно, только потом долго лежала невостребованной.
Это мы теоретически более-менее в курсе, а вот живых примеров охота :)
Ну там мышей, мух, людей, кого-нибудь, что бы хоть представление поиметь.
А саранча как пример совсем не годится?
Сойдет, делитесь :)
Тогда см. выше.
Подробности поищите в интернете. Ключевые слова - locust, gregarisation, "hormonal control". Ну, вот я, например, сразу вышел на такое: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T3F-4W09DPS-1&_user=5719126&_coverDate=07%2F31%2F2009&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_acct=C000068203&_version=1&_urlVersion=0&_userid=5719126&md5=7e210a8f2845d7597ce42dd0835e49ba&searchtype=a
И, так и быть, краткий обзор этого явления из моей пока не опубликованной рукописи. Копирайт на текст оставляю своим, но цитировать дословно (со ссылкой на меня) разрешаю ;D (а в вольном пересказе - можно и не ссылаться - ибо содержимое текста новизны не содержит).
ЦитироватьВ начале XX века Б. П. Уваров (Uvarov, 1921) описал у перелетной саранчи Locusta migratoria (L). явление так называемой фазовой изменчивости. Суть этого явления состоит в том, что в зависимости от плотности популяции личиночное развитие проходит по одной из двух онтогенетических программ (либо по промежуточной), в ходе реализации которых формируется либо фенотип особи, приспособленной к стадному образу жизни (стадная фаза, phasis gregaria), либо фенотип особи, приспособленной к одиночному образу жизни (одиночная фаза, phasis solitaria), либо промежуточные фенотипы — фазы рассеивания и скучивания (соответственно, phasis dissocians и phasis congregans). Представители стадной и одиночной фаз перелетной саранчи настолько сильно отличаются друг от друга, что до работы Уварова рассматривались как разные виды — соответственно, L. migratoria L. и L. danica L. Различия между представителями разных фаз затрагивают как особенности поведения и физиологии (наличие или отсутствие склонности к образованию скоплений и миграциям, общий уровень моторной активности), так и морфологические признаки (окраску и форму тела, пропорции крыльев и конечностей) (Бей-Биенко, 1932). В то же время, разные фазы одного вида саранчи не только не изолированы друг от друга репродуктивно, но и способны за несколько поколений трансформироваться друг в друга. Данная форма полиморфизма не является особенностью исключительно перелетной саранчи, она известна и для других видов саранчи, в том числе также и мало родственных перелетной, сходные явления описаны также для некоторых листовых кузнечиков (из родов Polysarcus Fieb., Barbitistes Charp., Isoimon B.-Bien. Isophya Br.-W.) (обзор: Бей-Биенко, 1954) и даже для гусениц бабочек (Бей-Биенко, 1980). В настоящее время, главным образом на основании исследований пустынной саранчи Schistocerca gregaria (Forsk.), считается, что развитие личинки в направлении стадной или одиночной фазы определяется концентрацией в воздухе грегаризационного феромона, а невозможность полной трансформации из стадной фазы в одиночную или наоборот за одно поколение объясняется эпигенетическими механизмами, связанными прежде всего с веществами, синтезируемыми в прилежащих телах материнской особи (Ferenz et al., 1994; Malual et al., 2001; Simpson, Miller, 2007).
А по долгосрочным влияниям ничего не известно? Скажем отличия в 2 ветвях потомков одного родителя в 10 поколении, за вычетом генетической наследственности. :)
Я знаю только то, что по метилированию ДНК работы есть - но конкретикой не владею. Имею, правда, некоторые общефилософские соображения. А они вот какие. Адекватная (адаптивная) реакция организма на изменение условий среды, в конечном итоге, состоит в перестройке его метаболизма, которая, в свою очередь, обуславливается синтезом каких-то веществ, ранее в этом организме не синтезировавшихся вовсе или синтезировавшихся в меньших количествах (вариант со снижением тоже возможен, но регуляция этого снижения все равно будет завязана на увеличение концентрации каких-то регуляторных веществ). Если для приспособления к новым условиям нужны какие-то принципиально новые перестройки фенотипа - то нужны и новые вещества. Притом для тонких метаболических процессов понадобятся вещества сильно "умные" - например, ферменты с какими-то специфическими доменами. Может ли организм их структуру сконструировать, исходя из своих потребностей? Биологи, кстати, насколько я знаю, изобретать первичную структуру белков с заданными свойствами так и не умеют (а если я отстал от жизни - то за разработку таких методов надо Нобелевку давать). Умеет ли это делать клетка? Видимо, всё-таки нет. Доказательство тому - способ формирования специфического иммунитета у позвоночных. Вот где, казалось бы, нужнее всего наличие "внутриклеточных инженеров" - в конструировании иммуноглобулинов, специфичных в отношении заданных антител. Ан нет... Всё, до чего додумались позвоночные, - это увеличивать частоту ненаправленных мутаций в предшественниках B-лимфоцитов, чтобы потом отбирать эффективно функционирующих мутантов. Резюме: видимо, вся "эпигенетика" - это механизмы управления уже существующими генетическими программами.
Общий ответ - большой роли не играет. Почему ? Потому, что эпигенетическая модификация генома вторична по отношению к первичной структуре ДНК. Если у вас в ДНК в данном сайте нет СpG - то это место не будет эпигенетически модифицировано через метилирование никогда. То есть последовательность запускает модификацию - а не наоборот.
Локальные модуляци состава цитоплазмы яйцеклетки могнут влиять на последующее развитие эмбриона. Но опять же это не критично - о чем наглядно говорять все эксперименты по ЭКО и эмбриональным стовловым клеткам.
И еще один ответ общего порядка. Эпи позволяет настроить работу конкретного типа клеток и эпирегуляция принципиально разная в гепатоците и нейроне. Что будем писать при эпимодификации половых клеток ?
Вопрос о переносе информации на герминатиную клетку с соматической о той или иной эпимодификации также приводит всю проблему в тупик.
Цитата: Питер от октября 07, 2010, 15:08:02
Общий ответ - большой роли не играет. Почему ? Потому, что эпигенетическая модификация генома вторична по отношению к первичной структуре ДНК. Если у вас в ДНК в данном сайте нет СpG - то это место не будет эпигенетически модифицировано через метилирование никогда. То есть последовательность запускает модификацию - а не наоборот.
Не оспариваю, но вот что волнует: представим гипотетически, 2 абсолютно идентичных индивидов, оставляющих одинаковое потомство, через 10 поколений, берем из 1 и 2 групп по особи (генетически эквивалентные), но с разными картами метилирования, насколько они будут отличаться?
Что такое в вашем представлении "карты метилирования" ? Вопрос чисто терминологический - но крайне важно договориться о терминах.
Цитата: Питер от октября 07, 2010, 15:56:23
Что такое в вашем представлении "карты метилирования" ? Вопрос чисто терминологический - но крайне важно договориться о терминах.
Слова попутал рисунок, не карта :)
Ну рисунок, профиль - это роли не играет. Если мы возьмем 10 типов тканей - получим 10 профилей метилирования для одного человека. Какой будем брать ? Возьмем одну ткань в развитии - получим разные профили. Обработаем определенной химией - изменим профиль. Ну и что будем смотреть через n поколений ?
Что же делать?! :(
Возможно, объект попроще взять - дрожжи какие-нибудь.
Да вообще-то ничего не делать, просто подумать над модным сейчас термином "эпигенетика" во всех ее проявлениях. И понять, о чем говорится в том или ином случае. Потому как я сейчас вижу, что кое-где и регуляцию транскрипции на уровне промотора\энхансера сечас считают "эпигенетикой". Опять же для меня эпи непосредственно связана с модификацией структуры ДНК и\или хроматина.
Вот например, что пишет Марков: "Поскольку «рисунок метилирования» передается по наследству и, в свою очередь, влияет на активность генов у потомства, нетрудно заметить, что здесь может работать совершенно ламарковский механизм наследования: «натренированные» предками гены будут и у потомства работать активнее, чем «ослабевшие» от долгого бездействия." http://elementy.ru/lib/430567?context=3034127
Это как понимать?
Я только не очень понимаю, причем тут Ламарк. "Тренировка"-то эта будет происходить, видимо, через отбор удачных вариантов метилирования, а не организм будет сознательно выбирать, что ему блокировать, а что нет.
кроме того, метилирование происходит как видно согласно имеющийся информации - то есть - в условиях а будет форма x, в условиях - в - y, а не "из неоткуда"...
Цитата: PVOzerski от октября 10, 2010, 21:45:22
Я только не очень понимаю, причем тут Ламарк. "Тренировка"-то эта будет происходить, видимо, через отбор удачных вариантов метилирования, а не организм будет сознательно выбирать, что ему блокировать, а что нет.
??? че то запутался (мне простительно :)), отбор удачных вариантов метилирования разве не связан с характером деятельности? Или вы имели ввиду, что тренировкой было бы сознательным усилим воли начать экспрессию генов :).
А вот такой вопрос: каково значени для потомства родительского рисунка метилирования или так каковы пределы его рисунка вариативности?
Представим 1 общего предка, разведем от него 2 популяции, у них будут генетические отличия, но помимо этого предположим, что они по-разному пользуются общими генами, вот собственно и вопрос насколько может быть значительной разница в пользовании общих генов. Сам не понял, что спросил, но интересно ведь ::)
Просто сама идея отбора - не от Ламарка :) И водораздел между дарвинизмом (и его наследниками) и ламаркизмом (и его ответвлениями вплоть до лысенковщины) лежит отнюдь не в факте наследования приобретенных признаков. В конце конце концов, всякая новая мутация, затрагивающая ДНК половых клеток (т.е. произошедшая в гамете, в зиготе, в каком-то из бластомеров на достаточно ранних этапах эмбрионального развития) сопровождается "приобретением" ранее не существовавшего признака, который будет передан по наследству. Водораздел лежит в вопросе о целесообразности появления этого самого нового признака. По Ламарку его появление целесообразно: организм проанализировал ситуацию, разработал конструкцию, призванную решить какую-то задачу, и ее в себе реализовал. В переводе на современный язык: рассчитал структуру нужных белков, исходя из требующихся функций, записал ее в виде последовательности нуклеотидов и встроил себе в ДНК (ну, или рассчитал необходимую коррекцию в экспрессии уже имеющихся генов и разместил/убрал где надо метильные группы). По Дарвину же признак появляется "наобум", и лишь отбор определяет потом, удачный ли это вариант. Таким образом, даже если у кого-то найдут механизм обратной трансляции с белка на РНК и далее на ДНК - это не будет ударом по селекционизму. Ударом было бы нахождение в каждом организме мини-лаборатории со специалистами по биоинформатике, рассчитывающими домены белкам по заявкам трудящихся клеток :D
Цитата: Cirill от октября 10, 2010, 14:24:33
Вот например, что пишет Марков: "Поскольку «рисунок метилирования» передается по наследству и, в свою очередь, влияет на активность генов у потомства, нетрудно заметить, что здесь может работать совершенно ламарковский механизм наследования: «натренированные» предками гены будут и у потомства работать активнее, чем «ослабевшие» от долгого бездействия." http://elementy.ru/lib/430567?context=3034127
Это как понимать?
Я просто не согласен тут с Марковым. Естественно, что некоторое метилирование ДНК есть и в яйцеклетке, и в спермии. И это метилирование оказывается в зиготе. Но проблема в том (как справедливо отмечено постами выше), что есть проблема с переносом информации о метилировании соматической ткани (сколь бы удвчным оно не было) в герминативные клетки. Кстати, та же проблема - с переносом информации о соматических мутациях в герминативные клетки. Другое дело в том, что особь с удачным для данных условий среды паттерном метилирования может быть более плодовита. Но это опять же Дарвин, а не Ламарк.
Цитата: PVOzerski от октября 11, 2010, 09:26:32Ударом было бы нахождение в каждом организме мини-лаборатории со специалистами по биоинформатике, рассчитывающими домены белкам по заявкам трудящихся клеток :D
:D :D было бы неплохо ::)
И все таки, осталось неясно, каковы пределы и значение эпигенетической
вариативности :)
Цитата: Питер от октября 11, 2010, 10:24:23
Но проблема в том (как справедливо отмечено постами выше), что есть проблема с переносом информации о метилировании соматической ткани (сколь бы удвчным оно не было) в герминативные клетки. Кстати, та же проблема - с переносом информации о соматических мутациях в герминативные клетки.
??? А в самом деле как?!
Я такого механизма не знаю. И даже измыслить себе такого варианта не могу ...
Насчет клеток, это чтоб ламаркизм в очередной раз похоронить было сказано что-ли ;) Или тут действительно есть проблема?
ЦитироватьИ все таки, осталось неясно, каковы пределы и значение эпигенетической
Видимо, в пределах манипулирования уже имеющимися генетическими программами. Роль в эволюции - помимо некоторой "самоценности", еще и открытие возможности мутациям пакостить как угодно заблокированные участки генома - благо, пока они заблокированы, измененные продукты (результат транскрипции мутантных генов) в клетку не попадают. Видимо, это и есть механизм для "замены фенокопий генокопиями", точнее - один из таковых.
Цитата: Cirill от октября 11, 2010, 14:30:56
Цитата: PVOzerski от октября 11, 2010, 09:26:32Ударом было бы нахождение в каждом организме мини-лаборатории со специалистами по биоинформатике, рассчитывающими домены белкам по заявкам трудящихся клеток :D
:D :D было бы неплохо ::)
И все таки, осталось неясно, каковы пределы и значение эпигенетической
вариативности :)
Опять же где ? Если в соматических клетках - то огромное, один и тот же сайт может быть етилирован на 100% в клетках одного типа и на 0% в клетках другого типа.
Эпигенетические изменения могут играть важную роль как мультипликаторы точковых мутаций. Представьте себе мутацию в сайте метилирования на каком-то важном пути с точки зрения эпигенетической регуляции пути. Тогда эпи- пойдет по другому пути - и это может привести к другому фенотипу.
Цитата: PVOzerski от октября 11, 2010, 17:03:26
ЦитироватьИ все таки, осталось неясно, каковы пределы и значение эпигенетической
Видимо, в пределах манипулирования уже имеющимися генетическими программами. Роль в эволюции - помимо некоторой "самоценности", еще и открытие возможности мутациям пакостить как угодно заблокированные участки генома - благо, пока они заблокированы, измененные продукты (результат транскрипции мутантных генов) в клетку не попадают. Видимо, это и есть механизм для "замены фенокопий генокопиями", точнее - один из таковых.
Имеете ввиду, например: безопасное и полное выпадание некоторых участков или даже возрождение в новом качестве давно забытых генов?
Цитата: Питер от октября 11, 2010, 17:48:04
Цитата: Cirill от октября 11, 2010, 14:30:56
Цитата: PVOzerski от октября 11, 2010, 09:26:32Ударом было бы нахождение в каждом организме мини-лаборатории со специалистами по биоинформатике, рассчитывающими домены белкам по заявкам трудящихся клеток :D
:D :D было бы неплохо ::)
И все таки, осталось неясно, каковы пределы и значение эпигенетической
вариативности :)
Опять же где ? Если в соматических клетках - то огромное, один и тот же сайт может быть етилирован на 100% в клетках одного типа и на 0% в клетках другого типа.
Эпигенетические изменения могут играть важную роль как мультипликаторы точковых мутаций. Представьте себе мутацию в сайте метилирования на каком-то важном пути с точки зрения эпигенетической регуляции пути. Тогда эпи- пойдет по другому пути - и это может привести к другому фенотипу.
Более-менее понятно :), но вот на уровне зверев все туманно, помимо примера ПВОзерски, не представляю как это дело для невооруженного глаза выглядит
Цитироватьбезопасное и полное выпадание некоторых участков или даже возрождение в новом качестве давно забытых генов?
Ну да, в том числе. Гребельный в своей монографии "Клонирование в природе" развивал идею "библиотеки" аллелей примерно в таком контексте. Там, правда, некоторые уточнения нужны - но, в общем, разумно.
Цитата: Питер от октября 11, 2010, 10:24:23
Но проблема в том (как справедливо отмечено постами выше), что есть проблема с переносом информации о метилировании соматической ткани (сколь бы удвчным оно не было) в герминативные клетки. Кстати, та же проблема - с переносом информации о соматических мутациях в герминативные клетки.
Я вот никак не могу понять значение, имелось ввиду, что метилирование всего остального организма половым клеткам по барабану, или, что нет, но непонятно как оно на них перекидывается?
Оно не по барабану в том смысле, что если с метилированием бяда и организму вообще плохо - то и половым клеткам плохо. А так да - проблема передачи типа метилирования от клетки А клетке В - не решена в случае, если В не является дочкой А. Содрать все метилирование нафиг - можно. В вот заметилировать геном по своему хотению - нет.
И опять же вопрос: а как вообще организм определит, чтО именно ему целесообразно метилировать?
Это часть ответа на более общий вопрос - как организм определяет, что в клетке печени работает набор генов А, а в лимфоците - набор генов В. Путем последовательной активации\инактивации определенного набора транскрипционных факторов и так далее. По крайней мере для перевода клетки из диференцированного состояния в индуцированно-плюрипотентное достаточно всего 4 транс-факторов.
Есть только нюанс: в том, о чем Вы пишете, реализуются наследственные программы "что где метилировать". А вот решить: в данных условиях мне столько такого-то белка не надо, а дай-ка я заблокирую экспрессию его гена, а вот этот белок в данных условиях нужен, а сейчас он у меня не синтезируется, а дай-ка я уберу метильные группы - это-то как? То есть опять же понятно: если есть шаблонные решения, хранящиеся в геноме, то такая задача решаема легко. А вот изобрести что-то новое, заранее не запрограммированное, да еще и адекватное - не выйдет ведь иначе как посредством отбора...
Я с этим согласен на 100%. Первичным в изменении эпистатуса является все таки случайная мутация в сайте метилирования. Если он круциален для регуляции экспрессии гена-мишени - то вся система может пойти в разнос и успокоиться через установление новой стабильной системы взаимной регуляции экспрессии генов. Которой может соответствовать новый фенотип
В общем, у меня складывается скорее впечатление о том, что нащупан лишь другой способ хранения наследственной информации - но реинкарнации ламаркизма из этого не следует. Точно так же когда-то думали, что у эукариот вся наследственная информация сосредоточена только в ядре, и с этих позиций было легко критиковать позицию Лысенко о том, что наследственностью обладает вся клетка (естественно, речь идет только о критике в рамках научной дискуссии - как эти рамки соблюдались в те годы - вопрос другой...). А потом узнали о ДНК в митохондриях и пластидах... И стало понятно, что главные теоретические расхождения "вейсманистов-морганистов" с механоламаркистом Лысенко состояли вовсе не в том, где наследственная информация хранится.
Мне кстати этот исторический момент не понятен, Лысенко выглядит как дорвавшийся до власти отфонарный альтернативщик, но вроде как споры были серьезными, в плане того, что пытались его проанализировать, опровергнуть, что-то доказать, а не развести руками. Т.е. тогда все не так гладко-ясно было, как сейчас пытаются представить или что?