Эпиген — понятие в биологии и геологии¶

Эпиген — многозначный термин, используемый в нескольких областях науки. В биологии под эпигеном понимают совокупность эпигенетических модификаций генома — химических меток и структурных изменений хроматина, которые влияют на активность генов, не затрагивая последовательность нуклеотидов ДНК. В геологии этим же словом обозначают вторичные изменения горных пород и минералов, происходящие после их образования. Кроме того, «Эпиген» — торговое название противовирусного препарата на основе глицирризиновой кислоты, применявшегося в России и ряде стран СНГ.

¶Эпиген в биологии

¶Определение и суть понятия

Эпиген — это система наследуемых и ненаследуемых химических модификаций ДНК и связанных с ней белков, регулирующих экспрессию генов. Термин образован от греческого «эпи» (над, поверх) и «ген», что отражает ключевую идею: эпигенетические изменения находятся «над» генетическим кодом и управляют тем, какие гены будут активны в конкретной клетке.

В отличие от мутаций, эпигенетические метки не меняют последовательность пар оснований. Наиболее изученные механизмы — метилирование ДНК, модификации гистонов (ацетилирование, метилирование, фосфорилирование) и регуляция с помощью некодирующих РНК.

¶Основные механизмы

• Метилирование ДНК — присоединение метильной группы к цитозину в составе CpG-динуклеотидов. Как правило, ведёт к подавлению транскрипции гена.
• Модификация гистонов — изменение белков-упаковщиков хроматина. Ацетилирование обычно активирует гены, тогда как определённые типы метилирования — подавляют.
• Некодирующие РНК — молекулы, влияющие на активность генов и участвующие в инактивации хромосом.
• Ремоделирование хроматина — перестройка плотности упаковки ДНК, определяющая доступность генов для считывания.

¶Значение и применение

Эпигенетические механизмы лежат в основе клеточной дифференцировки: все клетки организма несут одинаковый геном, но различаются по функциям именно за счёт эпигенома. Они обеспечивают явление геномного импринтинга и инактивацию одной из X-хромосом у женщин.

В медицине активно развивается эпигенетика рака: опухолевые клетки часто имеют аномальный профиль метилирования. Разрабатываются препараты-ингибиторы ДНК-метилтрансфераз и гистондеацетилаз. В России эпигенетические исследования ведутся в институтах РАН и ряде университетов, в том числе в области онкологии и возрастных изменений.

Важное прикладное направление — эпигенетические часы, позволяющие оценивать биологический возраст организма по характеру метилирования.

¶Эпиген в геологии

В геологических науках эпиген — это совокупность вторичных процессов, изменяющих уже сформировавшуюся горную породу или минерал. Эпигенетические изменения происходят под воздействием растворов, температуры и давления после образования породы и часто приводят к замещению одних минералов другими.

Примеры эпигенетических процессов — окремнение известняков, доломитизация, образование вторичных сульфидных руд. Эпигенетические месторождения полезных ископаемых формируются, когда рудные вещества отлагаются в уже существующих породах, заполняя трещины и пустоты. Такие месторождения урана, золота и полиметаллов известны на Урале, в Забайкалье и других регионах России.

Термин противопоставляется сингенезу — процессам, происходящим одновременно с накоплением осадка.

¶Препарат «Эпиген»

«Эпиген» — противовирусное средство, действующим веществом которого является глицирризиновая кислота (в форме натриевой соли). Выпускалось в виде спрея и раствора для наружного и местного применения. Применялось при герпесе, опоясывающем лишае, а также в комплексной терапии некоторых вирусных инфекций.

Механизм действия связывают с подавлением репликации вирусов и стимуляцией выработки интерферона. Препарат регистрировался в России и ряде стран постсоветского пространства. В научной литературе его эффективность оценивалась неоднозначно, что характерно для многих противовирусных средств на основе растительных компонентов.

¶Разграничение значений

¶Интересные факты

• Эпигенетические метки могут передаваться потомкам, хотя механизмы такого наследования у млекопитающих изучены не полностью.
• Близнецы с идентичным геномом со временем различаются по эпигеному, что объясняет часть различий в здоровье и старении.
• Понятие «эпиген» не следует путать с «эпигеномом» — первое часто употребляют как синоним совокупности эпигенетических признаков, второе подчёркивает системный характер этих признаков.

¶Источники

• Учебники по общей биологии и генетике
• Публикации по эпигенетике в научных журналах
• Геологический словарь
• Справочники лекарственных средств