Читаем The Epigenetics Revolution полностью

Females have two copies of the ECTODYSPLASIN-A gene, one on each of their X chromosomes. In female carriers of X-linked hypohidrotic ectodermal dysplasia, one X carries a normal copy of the gene, and one a mutated version. There will be random inactivation of one X chromosome in different cells. This means some cells will express a normal copy of ECTODYSPLASIN-A. Other cells will randomly shut down the X carrying the normal copy of the gene, and won’t be able to express the ECTODYSPLASIN-A protein. Because of the clonal way in which areas of skin develop, just like in the tortoiseshell cat, these women have some patches of skin that express ECTODYSPLASIN-A and some that don’t. Where there’s no ECTODYSPLASIN-A, the skin can’t form sweat glands. As a consequence, these women have patches of skin that can sweat and cool down, and others that can’t.

Random X inactivation can significantly influence how females are affected by mutations in genes on the X chromosome. This depends not just on the type of gene that is mutated but also on the tissues that express and require the protein encoded by that gene. The disease called mucopolysaccharidosis II (MPSII) is caused by mutations in the LYSOSOMAL IDURONATE-2-SULFATASE gene, on the X chromosome. Boys with this mutation on their single X chromosome are unable to break down certain large molecules and these build up to toxic levels in cells. The main symptoms include airway infections, short stature and enlargement of the spleen and liver. Severely affected boys also suffer mental retardation, and may die in their teenage years.

Females with a mutation in the same gene are usually perfectly healthy. LYSOSOMAL IDURONATE-2-SULFATASE protein is usually secreted out of the cell that makes it and taken up by neighbouring cells. In this situation it doesn’t matter too much which X chromosome has been mutated in a specific cell. For every cell that has inactivated the X carrying the normal version of the gene, there is likely to be another cell nearby which inactivated the other X chromosome and is secreting the protein. This way, all cells end up with sufficient LYSOSOMAL IDURONATE-2-SULFATASE protein, whether they produce it themselves or not[116].

Duchenne muscular dystrophy is a severe muscle wasting disease caused by mutations in the X-linked DYSTROPHIN gene. This is a large gene that encodes a big protein which acts as an essential shock absorber in muscle fibres. Boys carrying certain mutations in DYSTROPHIN suffer major muscle loss that usually results in death in the teenage years. Females with the same mutation are usually symptom-free. The reason for this is that muscle has a very unusual structure. It is called a syncytial tissue, which means that lots of individual cells fuse and operate almost like one giant cell, but with lots of discrete nuclei. This is why most females with a DYSTROPHIN mutation are symptom-free. There is enough normal DYSTROPHIN protein encoded by the nuclei that switched off the mutated DYSTROPHIN gene to keep this syncytial tissue functioning healthily[117].

There are occasional cases where this system breaks down. There was a case of female monozygotic twins where one twin was severely affected by Duchenne muscular dystrophy and the other was healthy[118]. In the affected twin, the X inactivation had become skewed. Early in tissue differentiation the majority of her cells that would give rise to muscle happened, by ill chance, to switch off the X chromosome carrying the normal copy of the DYSTROPHIN gene. Thus, most of the muscle tissue in this woman only expressed the mutated version of DYSTROPHIN, and she developed severe muscle wasting. This could be considered the ultimate demonstration of the power of a random epigenetic event. Two identical individuals, each with two apparently identical X chromosomes, had a completely discordant phenotype, because of a shift in the epigenetic balance of power.

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