دانلود ppt پاورپوینت اپی ژنتیک کمیاب و عالی

اپی ژنتیک حوزه‌ای جذاب و نوظهور در زیست‌شناسی است که به بررسی تغییرات ارثی در بیان ژن می‌پردازد؛ این تغییرات بدون تغییر در توالی اصلی دی ان ای (DNA) رخ می‌دهند. تاریخچه این مفهوم به اوایل قرن بیستم بازمی‌گردد و تعریف آن نشان می‌دهد چگونه عوامل محیطی و داخلی بر فعال یا غیرفعال شدن ژن‌ها تأثیر می‌گذارند.

در کنار کد ژنتیکی موجود در توالی دی ان ای (DNA)، یک “کد هیستونی” نیز وجود دارد که از طریق الگوهای مختلف تغییرات هیستونی، اطلاعات ژنتیکی را تنظیم می‌کند. مکانیسم‌های تنظیم اپی‌ژنتیک (Epigenetic) شامل متیلاسیون دی ان ای (DNA)، تغییرات هیستونی و آران‌ای‌های (RNA) غیرکدکننده هستند که همگی در کنترل بیان ژن نقش دارند.

تغییرات پس از ترجمه هیستون‌ها (HPTMs)، مجموعه‌ای از اصلاحات شیمیایی هستند که بر روی پروتئین‌های هیستونی پس از سنتز آن‌ها اعمال می‌شوند. این تغییرات هیستونی نقش محوری در تنظیم بیان ژن ایفا می‌کنند؛ آن‌ها با تغییر نحوه پیچیده شدن دی ان ای (DNA) به دور هیستون‌ها، دسترسی ماشین رونویسی به ژن‌ها را کنترل می‌کنند.

استیلاسیون هیستون‌ها فرآیندی مهم است که توسط آنزیم‌های اِن-استیل ترانسفراز هیستونی (HAT) انجام می‌شود. در مقابل، آنزیم‌های دِاستیلاز هیستونی (HDAC) گروه‌های استیل را حذف کرده و تعادلی حیاتی در تنظیم کروماتین ایجاد می‌کنند.

استیلاسیون هیستون‌ها منجر به کاهش بار مثبت هیستون‌ها می‌شود و باعث سست شدن ساختار کروماتین می‌گردد. این تغییر در ساختار، دسترسی آنزیم‌های رونویسی را به دی ان ای (DNA) افزایش داده و در نتیجه رونویسی ژن‌ها را فعال می‌کند.

متیلاسیون هیستون‌ها نوع دیگری از تغییرات کلیدی است که توسط آنزیم‌های خاصی صورت می‌گیرد. آنزیم‌های متیل ترانسفراز لیزین هیستونی (HKMT) و متیل ترانسفراز آرژنین هیستونی (PRMT) از جمله پروتئین‌هایی هستند که این گروه‌های متیل را به هیستون‌ها اضافه می‌کنند.

متیلاسیون لیزین و آرژنین بر روی هیستون‌ها می‌تواند پیامدهای مختلفی برای بیان ژن داشته باشد. برخی از این متیلاسیون‌ها به فعال‌سازی ژن‌ها کمک می‌کنند، در حالی که برخی دیگر منجر به خاموشی و سرکوب بیان ژن می‌شوند.

متیلاسیون روی هیستون‌های H3 و H4 به‌طور خاص در تنظیم دقیق فرآیند رونویسی نقش دارد. الگوهای متیلاسیون بر روی این هیستون‌ها به‌عنوان نشانگرهایی عمل می‌کنند که ماشین رونویسی را هدایت کرده یا از آن جلوگیری می‌کنند.

فسفوریلاسیون هیستون‌ها، افزودن گروه فسفات به پروتئین‌های هیستونی است که در پاسخ به سیگنال‌های سلولی رخ می‌دهد. این تغییر بر پویایی و ساختار کروماتین تأثیر می‌گذارد و در فرآیندهایی مانند تقسیم سلولی و ترمیم دی ان ای (DNA) دخیل است.

ADP-ریبوزیلاسیون هیستون‌ها فرآیند دیگری است که در آن یک یا چند واحد ADP-ریبوز به پروتئین‌های هیستونی متصل می‌شوند. این تغییر نقش حیاتی در پاسخ سلول به آسیب دی ان ای (DNA) و فرآیندهای ترمیم آن ایفا می‌کند، از جمله مکانیسم‌های مهم در اپی ژنتیک.

یوبیکوئیتیناسیون و سومویلاسیون دو نوع تغییر دیگر هستند که بر هیستون‌ها اعمال می‌شوند و در تنظیم کروماتین نقش دارند. یوبیکوئیتیناسیون به‌طور خاص می‌تواند هم به فعال‌سازی و هم به سرکوب بیان ژن‌ها منجر شود که بستگی به جایگاه و تعداد گروه‌های یوبیکوئیتین دارد.

متیلاسیون دی ان ای (DNA) یکی از شناخته‌شده‌ترین مکانیسم‌های اپی‌ژنتیک (Epigenetic) است که شامل افزودن گروه متیل به بازهای سیتوزین می‌شود. این فرآیند توسط آنزیم‌های دی ان ای متیل ترانسفراز (DNMT) انجام می‌شود و عمدتاً در جایگاه‌های CpG در ژنوم رخ می‌دهد.

متیلاسیون دی ان ای (DNA) نقش مهمی در حافظه سلولی ایفا می‌کند و امکان حفظ الگوهای بیان ژن را در طول تقسیمات سلولی فراهم می‌آورد. این مکانیسم به‌طور موثری بیان ژن را تنظیم می‌کند و می‌تواند منجر به خاموشی پایدار ژن‌ها شود.

متیلاسیون در جایگاه‌های پروموتور می‌تواند از اتصال فاکتورهای رونویسی به دی ان ای (DNA) جلوگیری کرده و مانع از شروع رونویسی شود. پروتئین‌های خاصی نیز وجود دارند که به ۵-متیل سیتوزین (۵mC) متصل می‌شوند و کمپلکس‌های کروماتینی را جذب می‌کنند تا ساختار کروماتین را فشرده‌تر کرده و ژن‌ها را خاموش نگه دارند، که همه اینها تحت کنترل دقیق اپی ژنتیک است.