8 أبريل 2023 - شيلي جونز
نسخة محدثة - 25 يوليو 2023
العلاقة بين الحمض النووي ووظيفة الدماغ معقدة ومتعددة الأوجه. بينما يوفر الحمض النووي مخططًا لتطور الدماغ ووظيفته ، يمكن أن تؤثر وظيفة المخ على الحمض النووي أيضًا.
Loading...
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو
دعونا نلقي نظرة على كيفية تأثير وظائف المخ على الحمض النووي.
التغيرات اللاجينية هي تغييرات في جزيئات الحمض النووي لا تغير الكود الجيني الأساسي. لكن هذه التغييرات يمكن أن تؤثر على التعبير الجيني. يمكن أن تتأثر وظيفة الدماغ بالتغيرات اللاجينية بعدة طرق ، بما في ذلك الإجهاد والعوامل البيئية والخبرة. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أن الإجهاد في الحياة المبكرة يمكن أن يؤدي إلى تغييرات جينية تغير التعبير عن الجينات المرتبطة بتنظيم الإجهاد والعاطفة.
يمكن أن تؤثر وظيفة الدماغ على تغييرات الحمض النووي من خلال عمل بعض الإنزيمات المعروفة باسم DNA methyltransferases (DNMTs). تضيف هذه الإنزيمات مجموعة كيميائية تسمى مجموعة الميثيل إلى مواقع محددة على جزيء الحمض النووي ، والتي يمكن أن تؤثر على التعبير الجيني.
أظهرت الدراسات أن نشاط DNMT يمكن أن يتأثر بمجموعة متنوعة من العوامل المتعلقة بوظيفة الدماغ ، بما في ذلك الإجهاد والتعلم والذاكرة والأدوية أو المحفزات البيئية الأخرى. على سبيل المثال ، ثبت أن الإجهاد يزيد من نشاط DNMT في مناطق معينة من الدماغ ، مما يؤدي إلى تغييرات في التعبير الجيني قد يساهم في القلق أو الاكتئاب.
بالإضافة إلى DNMTs ، قد تلعب التأثيرات اللاجينية الأخرى أيضًا دورًا في تعديلات الحمض النووي عن طريق وظائف الدماغ. يتضمن ذلك تعديلات هيستون ، والتي تتضمن تغييرات في البروتينات التي تحزم الحمض النووي في الخلايا ، وجزيئات الحمض النووي الريبي غير المشفرة ، والتي يمكن أن تتفاعل مع الحمض النووي أو جزيئات الحمض النووي الريبي الأخرى لتنظيم التعبير الجيني.
يمكن أن يؤثر النشاط العصبي أيضًا على الحمض النووي. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أن نشاط الخلايا العصبية يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في بنية الكروماتين ، والتي يمكن أن تؤثر على التعبير الجيني ووظيفته. بالإضافة إلى ذلك ، اقترحت الأبحاث الحديثة أن الخلايا العصبية يمكنها أيضًا نقل المواد الجينية ، مثل microRNAs ، إلى خلايا أخرى في الدماغ ، والتي يمكن أن تؤثر على التعبير الجيني ووظيفة تلك الخلايا.
أظهرت الدراسات أن نشاط الخلايا العصبية يمكن أن يحفز نشاط إنزيمات تسمى هيستون أسيتيل ترانسفيراز (HATs). يضيفون مجموعات الأسيتيل إلى بروتينات الهيستون المرتبطة بالحمض النووي. يمكن أن يؤدي هذا التعديل إلى زيادة في التعبير الجيني. في المقابل ، يمكن للأنزيمات الأخرى مثل هيستون ديستيلاسز (HDACs) إزالة مجموعات الأسيتيل من الهستونات. هذا يؤدي إلى انخفاض في التعبير الجيني. أظهرت الدراسات أن نشاط HDAC يمكن تثبيطه بواسطة الناقلات العصبية مثل الدوبامين والسيروتونين.
بالإضافة إلى تعديلات هيستون ، يمكن أن يؤثر نشاط الخلايا العصبية أيضًا على مثيلة الحمض النووي. في هذه العملية ، تضاف مجموعات الميثيل إلى الحمض النووي ، والتي يمكن أن تثبط التعبير الجيني. أظهرت الدراسات أن نشاط الخلايا العصبية يمكن أن يؤثر على نشاط ميثيل ترانسفيرازات الحمض النووي (DNMTs) ، التي تحفز مثيلة الحمض النووي.
اللدونة العصبية هي قدرة الدماغ على التغيير استجابة للتجارب والعوامل البيئية. تتضمن هذه العملية تغييرات في التعبير الجيني ووظيفته ، والتي يمكن أن تتأثر بتعديلات الحمض النووي.
أظهرت الدراسات أن نشاط الخلايا العصبية يمكن أن ينشط عامل النسخ CREB (بروتين ربط عنصر استجابة cAMP) ، والذي يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في التعبير الجيني المهم لتكوين الذاكرة على المدى الطويل. يمكن لـ CREB الارتباط بتسلسلات معينة من الحمض النووي المعروفة باسم عناصر استجابة cAMP (CREs) وتنظيم التعبير عن الجينات المشاركة في اللدونة المتشابكة وتوحيد الذاكرة.
بالإضافة إلى CREB ، فقد ثبت أيضًا أن عوامل النسخ الأخرى مثل BDNF (عامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ) و NF-kB (العامل النووي كابا ب) تؤثر على اللدونة العصبية ويمكن أن تحدث تغييرات في التعبير الجيني التي تؤدي إلى بنية الحمض النووي. تغير.
يمكن أيضًا أن تتأثر التعديلات اللاجينية مثل تعديلات الهيستون ومثيلة الحمض النووي باللدونة العصبية ، مما يؤدي إلى تغييرات في التعبير الجيني الذي يغير وظائف المخ وسلوكه. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أن التغيرات في أستلة الهيستون والمثيلة يمكن أن تحدث استجابة لنشاط الخلايا العصبية. أنها تغير التعبير الجيني المهم لدونة التشابك وتشكيل الذاكرة.
الخلايا الجذعية العصبية هي المسؤولة عن توليد خلايا عصبية جديدة في الدماغ ، ويمكن أن تتأثر بتعديلات الحمض النووي. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أن مثيلة الحمض النووي يمكن أن تنظم تمايز الخلايا الجذعية العصبية إلى أنواع مختلفة من الخلايا العصبية. الخلايا الجذعية العصبية هي نوع من الخلايا الجذعية التي يمكن أن تتمايز إلى أنواع مختلفة من الخلايا العصبية ، بما في ذلك الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. تمتلك هذه الخلايا القدرة على تغيير حمضها النووي من خلال عملية تسمى التنظيم اللاجيني.
هناك العديد من المركبات التي تشارك في تعديل الحمض النووي ، إما من خلال التفاعل المباشر مع الحمض النووي نفسه أو من خلال تنظيم العمليات اللاجينية مثل مثيلة الحمض النووي وتعديل الهيستون.
تشارك الجهات المانحة للميثيل مثل S-adenosylmethionine (SAM) في عملية مثيلة الحمض النووي ، والتي تضيف مجموعات الميثيل إلى قواعد السيتوزين في الحمض النووي. هذا التعديل يمكن أن يغير التعبير الجيني.
الإنزيمات التي تعدل بروتينات الهيستون ، والتي ترتبط بالحمض النووي في الخلايا ، تشارك أيضًا في تعديل الحمض النووي. على سبيل المثال ، تضيف هيستون أسيتيل ترانسفيرازز (HATs) مجموعات الأسيتيل إلى الهيستونات ، مما يؤدي إلى تغييرات في التعبير الجيني ، بينما يزيل هيستون ديستيلاسز (HDACs) مجموعات الأسيتيل ، مما يؤدي إلى تغييرات في قمع الجينات.
تشارك RNAs الصغيرة غير المشفرة مثل microRNAs (miRNAs) و RNAs صغيرة متداخلة (siRNAs) في تنظيم التعبير الجيني من خلال تفاعلاتها مع messenger RNA (mRNA). يمكن أن تؤدي هذه التفاعلات إلى تدهور mRNA أو تثبيط متعدية ، مما يؤدي إلى تغييرات في التعبير الجيني.
يمكن للسموم البيئية المختلفة أيضًا تعديل بنية ووظيفة الحمض النووي. على سبيل المثال ، يمكن أن يتسبب التعرض لدخان التبغ في تلف الحمض النووي الذي يمكن أن يغير التعبير الجيني ويساهم في تطور السرطان.
تم تطوير عدد من الأدوية التي تستهدف آليات الوراثة اللاجينية ويمكنها تعديل بنية ووظيفة الحمض النووي. وتشمل هذه مثبطات مثيلة الحمض النووي مثل مثبطات 5-آزاسيتيدين ومثبطات هيستون ديسيتيلاز مثل فورينوستات.
التستوستيرون هو هرمون جنسي يرتبط بشكل أساسي بتطور الخصائص الجنسية الذكرية. ومع ذلك ، تشير الدلائل المتزايدة إلى أن التستوستيرون يمكن أن يلعب أيضًا دورًا في تعديل الحمض النووي من خلال آليات الوراثة اللاجينية.
إحدى الطرق الرئيسية التي يمكن أن يؤثر بها التستوستيرون على تعديل الحمض النووي هي من خلال تفاعله مع مستقبلات الأندروجين ، وهي بروتينات ترتبط بهرمون التستوستيرون وتنظم التعبير الجيني. توجد مستقبلات الأندروجين في مجموعة متنوعة من الأنسجة ، بما في ذلك الدماغ ، وتشارك في تنظيم العديد من العمليات الخلوية.
أظهرت الدراسات أن هرمون التستوستيرون يمكن أن ينظم التعبير الجيني من خلال عمل مستقبلات الأندروجين ، مما قد يؤدي إلى تغييرات في مثيلة الحمض النووي وتعديل الهيستون. على سبيل المثال ، أظهرت إحدى الدراسات أن علاج التستوستيرون يؤدي إلى تغييرات في مثيلة الحمض النووي وأسيتيل هيستون في الدماغ ، وهو ما يرتبط بالتغيرات في التعبير الجيني المرتبط باللدونة التشابكية والوظيفة المعرفية.
قد يتفاعل التستوستيرون أيضًا مع منظمات أخرى للتخلّق الجيني ، مثل microRNAs ، وهي عبارة عن رنا صغيرة غير مشفرة يمكنها التحكم في التعبير الجيني. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أن علاج التستوستيرون يغير التعبير عن الرنا الميكروي المرتبط بالتغيرات في التعبير الجيني المرتبط بالحماية العصبية واللدونة المشبكية.
العلاقة بين الحمض النووي ووظيفة الدماغ معقدة ومتعددة الأوجه. بينما يوفر الحمض النووي مخططًا لتطور الدماغ ووظيفته ، يمكن أيضًا أن تتأثر وظيفة الدماغ بالحمض النووي من خلال التعديلات اللاجينية والأنشطة العصبية واللدونة العصبية والخلايا الجذعية العصبية.
لا تغير وظيفة الدماغ تسلسل الحمض النووي ، لكنها يمكن أن تؤثر على التعبير الجيني من خلال عملية تسمى علم التخلق. تتضمن التغييرات اللاجينية تعديلات على جزيء الحمض النووي أو البروتينات المرتبطة به ، مما يؤثر على كيفية قراءة الجينات بواسطة الخلايا ، وبالتالي ما إذا كان يتم التعبير عنها أم لا.
يشير علم التخلق إلى التغييرات في التعبير الجيني التي لا تنطوي على تعديلات في تسلسل الحمض النووي الأساسي. قد تكون هذه التغييرات ناتجة عن عوامل مختلفة بما في ذلك البيئة والسلوك ، ويمكن أن تنتقل عبر الأجيال.
يمكن أن يؤدي نشاط الدماغ ، مثل التعلم أو تكوين الذاكرة أو الاستجابة للضغط ، إلى تغييرات جينية. يحدث هذا من خلال التأثير على العمليات الكيميائية الحيوية التي تضيف أو تزيل العلامات الكيميائية على الحمض النووي ، وتغيير التعبير الجيني وبالتالي التأثير على وظيفة الخلايا العصبية وسلوكها.
نعم ، يمكن للتغيرات التي يسببها الإجهاد في الدماغ أن تؤثر على الحمض النووي من خلال آليات الوراثة اللاجينية. يمكن أن تؤدي مستويات الإجهاد المرتفعة إلى تغييرات كيميائية حيوية ، مثل إضافة مجموعات الميثيل إلى الحمض النووي ، والتي يمكن أن تغير طريقة التعبير عن الجينات وربما تساهم في اضطرابات الصحة العقلية.
تؤثر التغييرات اللاجينية على تكوين الذاكرة من خلال تنظيم التعبير عن الجينات المشاركة في اللدونة العصبية وتقوية نقاط الاشتباك العصبي ، وهي عمليات حاسمة للتعلم والذاكرة.
في حين أنها مثيرة للجدل ، تشير بعض الدراسات إلى أن بعض التغيرات اللاجينية ، بما في ذلك تلك المرتبطة بوظيفة الدماغ ، يمكن أن تكون وراثية. لا يزال هذا المجال ، المعروف باسم علم التخلق المتعاقب عبر الأجيال ، قيد التحقيق المكثف.
نعم ، يمكن أن تؤثر العوامل الغذائية على وظائف المخ والحمض النووي. يمكن أن تؤثر بعض العناصر الغذائية على عمليات الوراثة اللاجينية ، وتؤثر على التعبير الجيني ، وبالتالي تعدل وظائف الدماغ مثل الإدراك والمزاج.
تعلم مهارات جديدة لا يغير تسلسل الحمض النووي الخاص بك ، لكنه يمكن أن يؤثر على التعبير عن جينات معينة. هذا جزء من مرونة الدماغ ، مما يسمح له بالتكيف استجابة للتجارب الجديدة أو التعلم.
يمكن أن تؤثر الناقلات العصبية على عمليات الوراثة اللاجينية. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي نشاط الناقل العصبي إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تؤدي إلى إضافة أو إزالة العلامات الكيميائية على الحمض النووي أو بروتينات الهيستون ، وبالتالي التأثير على التعبير الجيني.
نعم ، يمكن أن تؤثر العوامل البيئية على كل من وظائف الدماغ والحمض النووي من خلال آليات الوراثة اللاجينية. تشمل الأمثلة على هذه العوامل النظام الغذائي والتعرض للسموم والضغط والنشاط البدني.
تؤثر الشيخوخة على وظائف المخ ويمكن أن تؤدي أيضًا إلى تغييرات في الحمض النووي من خلال عملية علم التخلق. يمكن أن تؤثر هذه التغييرات على التعبير الجيني ، مما قد يساهم في التدهور المعرفي والأمراض التنكسية العصبية.
يمكن أن تساهم التغييرات في وظائف المخ ، التي تؤثر على التعبير الجيني من خلال علم التخلق ، في اضطرابات الصحة العقلية. على سبيل المثال ، التغيرات اللاجينية الناجمة عن الإجهاد متورطة في ظروف مثل الاكتئاب والقلق.
علم الوراثة العصبية هو حقل فرعي من علم التخلق يركز على كيفية تأثير الآليات اللاجينية على وظيفة الجهاز العصبي ، بما في ذلك نمو الدماغ والتعلم والذاكرة والبدء المحتمل للاضطرابات العصبية.
يمكن أن يؤثر التأمل على وظائف المخ ، وتشير بعض الأبحاث إلى أنه قد يؤثر أيضًا على الحمض النووي من خلال التغيرات اللاجينية. ارتبط التأمل المنتظم بالتغيرات في التعبير الجيني المرتبط بالتوتر والالتهاب.
لا تغير الصدمة تسلسل الحمض النووي في الدماغ ، ولكنها يمكن أن تؤدي إلى تغييرات جينية تغير التعبير الجيني ، مما قد يساهم في حالات مثل اضطراب ما بعد الصدمة (PTSD).
نعم ، تؤثر التمارين الرياضية على وظائف المخ ويمكن أن تؤثر على الحمض النووي من خلال التعديلات اللاجينية. ارتبط النشاط البدني المنتظم بالتغيرات في التعبير عن الجينات المرتبطة بصحة الدماغ ، بما في ذلك تلك المتعلقة بالمرونة العصبية والإدراك.
يمكن عكس بعض التغيرات اللاجينية في الدماغ. يمكن لتغييرات نمط الحياة والتدخلات الدوائية والاستراتيجيات العلاجية الأخرى عكس بعض هذه التعديلات ، لكن هذا المجال لا يزال قيد البحث النشط.
يؤثر النوم على وظائف المخ ويمكن أن يؤثر على الحمض النووي من خلال التغيرات اللاجينية. تم ربط كل من جودة النوم ومدته بالتعديلات في التعبير الجيني التي يمكن أن تؤثر على جوانب مختلفة من وظائف المخ ، بما في ذلك الإدراك والمزاج.
الواسمات فوق الجينية هي علامات كيميائية تضاف إلى الحمض النووي أو البروتينات المرتبطة التي تؤثر على التعبير الجيني. يمكن أن يؤدي نشاط الدماغ ، مثل التعلم أو الاستجابة للتوتر ، إلى عمليات كيميائية حيوية تؤدي إلى إضافة هذه العلامات أو إزالتها ، وبالتالي التأثير على التعبير الجيني.
نعم ، يمكن أن تؤثر التغييرات في نمط الحياة على وظائف المخ والحمض النووي. يمكن لعوامل مثل النظام الغذائي والتمارين الرياضية والنوم وإدارة الإجهاد أن تؤثر على عمليات الوراثة اللاجينية ، وبالتالي تؤثر على التعبير الجيني والجوانب المختلفة لوظيفة الدماغ.
18 سبتمبر 2023
10 أغسطس 2023
8 يونيو 2023
البقاء على علم.
احصل على تغطية الصناعة الحائزة على جوائز ، بما في ذلك آخر الأخبار ودراسات الحالة ونصائح الخبراء.
النجاح في التكنولوجيا هو البقاء على اطلاع!
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو
يتبرع
تبرعك السخي يحدث فرقًا كبيرًا!
10 فبراير 2023
15 نوفمبر 2022
البقاء على علم.
احصل على تغطية الصناعة الحائزة على جوائز ، بما في ذلك آخر الأخبار ودراسات الحالة ونصائح الخبراء.
النجاح في التكنولوجيا هو البقاء على اطلاع!
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو
يتبرع
تبرعك السخي يحدث فرقًا كبيرًا!
Loading...
Wakening Wholesome Wellness™
اشترك في قناة Webmedy على Youtube للحصول على أحدث مقاطع الفيديو