المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19


Introduction to Epigenetics  
  
1603   02:34 صباحاً   date: 11-6-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :


Read More
Date: 11-6-2021 1297
Date: 5-5-2016 2209
Date: 10-5-2016 2020

Introduction to Epigenetics


Key concept
- Epigenetic effects can result from modification of a nucleic acid after it has been synthesized with no change in the primary DNA sequence or by the perpetuation of protein structures. 

Epigenetic inheritance describes the ability of different states, which may have different phenotypic consequences, to be inherited without any change in the sequence of DNA. This means that two individuals with the same DNA sequence at the locus that controls the effect may show different phenotypes. The basic cause of this phenomenon is the existence of a self-perpetuating structure in one of the individuals that does not depend on the DNA sequence. Several different types of structures have the ability to sustain epigenetic effects:
-A covalent modification of DNA (methylation of a base)
-A proteinaceous structure that assembles on DNA
-A protein aggregate that controls the conformation of new subunits as they are synthesized
In each case the epigenetic state results from a difference in function that is determined by the structure. In the case of DNA methylation, a gene methylated in its control region may fail to be transcribed, whereas an unmethylated version of the gene will be expressed (this idea is introduced in the Eukaryotic Transcription chapter). FIGURE.1 shows how this situation is inherited. One allele has a sequence that is methylated on both strands of DNA, whereas the other allele has an unmethylated sequence. Replication of the methylated allele creates hemimethylated daughters that are restored to the methylated state by a constitutively active DNA methyltransferase (DNMT). Replication does not affect the state of the unmethylated allele. If the state of methylation affects transcription, the two alleles differ in their state of gene expression, even though their sequences are identical.


FIGURE .1 Replication of a methylated site produces hemimethylated DNA, in which only the parental strand is methylated. A perpetuation methylase recognizes hemimethylated sites and adds a methyl group to the base on the daughter strand. This restores the original situation, in which the site is methylated on both strands. An unmethylated site remains unmethylated after replication.
Self-perpetuating structures that assemble on DNA usually have a repressive effect by forming heterochromatic regions that prevent the expression of genes within them. Their perpetuation depends on the ability of proteins in a heterochromatic region to remain bound to those regions after replication, and then to recruit more protein subunits to sustain the complex. If individual subunits are distributed at random to each daughter duplex at replication, the two daughters will continue to be marked by the protein, though its density will be reduced to half of the level before replication.
FIGURE .2 shows that the existence of epigenetic effects forces us to the view that a protein responsible for such a situation must have some sort of self-templating or self-assembling capacity to restore the original complex.


FIGURE 2. Heterochromatin is created by proteins that associate with histones. Perpetuation through division requires that the proteins associate with each daughter duplex and then recruit new subunits to reassemble the repressive complexes.
It can be the state of protein modification, rather than the presence of the protein per se, that is responsible for an epigenetic effect. Usually the tails of histones H3 and H4 are not acetylated in constitutive heterochromatin. If heterochromatin becomes acetylated, though, silenced genes in the region may become active. The effect may be perpetuated through mitosis and meiosis,which suggests that an epigenetic effect has been created by changing the state of histone acetylation.
Independent protein aggregates that cause epigenetic effects (called prions) work by sequestering the protein in a form in which its normal function cannot be displayed. Once the protein aggregate has formed, it forces newly synthesized protein subunits to join it in the inactive conformation.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.