Читаем The Epigenetics Revolution полностью

If we are going to understand epigenetics, we first need to understand a bit about genetics and genes. The basic code for pretty much all independent life on earth, from bacteria to elephants, from Japanese knotweed to humans, is DNA (deoxyribonucleic acid). The phrase ‘DNA’ has become an expression in its own right with increasingly vague meanings. Social commentators may refer to the DNA of a society or of a corporation, by which they mean the real core of values behind an organisation. There’s even been a perfume called after it. The iconic scientific image of the mid-20th century was the atomic mushroom cloud. The double helix of DNA had similar cachet in the later part of the same century.

Science is just as prone to mood swings and fashions as any other human activity. There was a period when the prevailing orthodoxy seemed to be that the only thing that mattered was our DNA script, our genetic inheritance. Chapters 1 and 2 showed that this can’t be the case, as the same script is used differently depending on its cellular context. The field is now possibly at risk of swinging a bit too far in the opposite direction, with hardline epigeneticists almost minimizing the significance of the DNA code. The truth is, of course, somewhere in between.

In the Introduction, we described DNA as a script. In the theatre, if a script is lousy then even a wonderful director and a terrific cast won’t be able to create a great production. On the other hand, we have probably all suffered through terrible productions of our favourite plays. Even if the script is perfect, the final outcome can be awful if the interpretation is poor. In the same way, genetics and epigenetics work intimately together to create the miracles that are us and every organic thing around us.

DNA is the fundamental information source in our cells, their basic blueprint. DNA itself isn’t the real business end of things, in the sense that it doesn’t carry out all the thousands of activities required just to keep us alive. That job is mainly performed by the proteins. It’s proteins that carry oxygen around our bloodstream, that turn chips and burgers into sugars and other nutrients that can be absorbed from our guts and used to power our brains, that contract our muscles so we can turn the pages of this book. But DNA is what carries the codes for all these proteins.

If DNA is a code, then it must contain symbols that can be read. It must act like a language. This is indeed exactly what the DNA code does. It might seem odd when we think how complicated we humans are, but our DNA is a language with only four letters. These letters are known as bases, and their full names are adenine, cytosine, guanine and thymine. They are abbreviated to A, C, G and T. It’s worth remembering C, cytosine, in particular, because this is the most important of all the bases in epigenetics.

One of the easiest ways to visualise DNA mentally is as a zip. It’s not a perfect analogy, but it will get us started. Of course, one of the most obvious things that we know about a zip is that it is formed of two strips facing each other. This is also true of DNA. The four bases of DNA are the teeth on the zip. The bases on each side of the zip can link up to each other chemically and hold the zip together. Two bases facing each other and joined up like this are known as a base-pair. The fabric strips that the teeth are stitched on to on a zip are the DNA backbones. There are always two backbones facing each other, like the two sides of the zip, and DNA is therefore referred to as double-stranded. The two sides of the zip are basically twisted around to form a spiral structure – the famous double helix. Figure 3.1 is a stylised representation of what the DNA double helix looks like.

Figure 3.1 A schematic representation of DNA. The two backbones are twisted around each other to form a double helix. The helix is held together by chemical bonds between the bases in the centre of the molecule.


The analogy will only get us so far, however, and that’s because the teeth of the DNA zip aren’t all equivalent. If one of the teeth is an A base, it can only link up with a T base on the opposite strand. Similarly, if there is a G base on one strand, it can only link up with a C on the other one. This is known as the base-pairing principle. If an A tried to link with a C on the opposite strand it would throw the whole shape of the DNA out of kilter, a bit like a faulty tooth on a zip.

Keeping it pure

Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука