Зигота
Какой состав зиготы?
Начало жизни человека можно определить как момент слияния сперматозоида и яйцеклетки с образованием зиготы, содержащей по две копии каждой хромосомы. Репродуктивный потенциал зиготы и, следовательно, развивающегося эмбриона зависит от исходного материала, то есть, сперматозоида и яйцеклетки.
Половые хромосомы
Какие особенности половых хромосом?
Каждый индивид наследует от матери и отца примерно равное количество хромосом, при этом половые хромосомы являются единственной парой хромосом, несоответствие которых может быть незначительным. Кроме того, каждый индивид также наследует уникальный набор органелл от матери и отца по отдельности
Какие особенности полового размножения?
Роль полового размножения заключается в создании уникального индивида посредством рекомбинации генов, содержащихся на отдельных хромосомах, разделения генома на два набора хромосом во время мейоза и смешивания мужского и женского наборов хромосом при оплодотворении.
Риски генетического заболевания
В каких случаях высока вероятность генетического заболевания?
Этот процесс является в некоторой степени случайным событием и может привести как к успеху (например, к появлению нового индивида, устойчивого к воздействию окружающей среды), так и к неудаче (когда генетическое несоответствие приводит к тому, что индивид страдает генетическим заболеванием). На здоровье человека влияют и негеномные факторы. К внутренним факторам относится сохранение унаследованных органелл, таких как центросома или митохондрии, в новорожденном организме. Внешние факторы, такие как условия окружающей среды во время внутриутробного развития, также могут оказывать постоянное влияние на благополучие человека во взрослой жизни и, в свою очередь, передаваться по наследству его потомству.
От чего зависит жизнеспособность новорожденного?
Внешние воздействия на критических этапах развития могут влиять на физиологический состав новорожденных, и поэтому возможно, что эти воздействия определяют продолжительность жизни новорожденных.
Какие факторы влияют на эмбрион?
Во многих случаях не оптимальные гаметы приводят к остановке развития эмбриона и неудаче имплантации. Однако даже если сформировавшийся эмбрион имплантируется и образует жизнеспособный плод, здоровье потомства определяется рядом качественных факторов, на которые влияют как физиологический состав гамет, так и среда, в которой они развиваются.
Центросома
Что понимается под термином центросома?
Центросома представляет собой тубулиновое тело, известное как центр организации микротрубочек, и является необходимым катализатором для формирования митотического аппарата (структуры, обеспечивающей деление клеток). Фактически, сперматозоид является единственным источником центросомы (Сутовский и Шаттен, 2000). Сама центросома не содержит ДНК, хотя у некоторых низших животных было обнаружено наличие в ней РНК (Аллигро и др., 2006).
Может ли центросома образоваться вне генома?
Несмотря на то, что центросомы сохраняются на протяжении всего жизненного цикла всех высших животных и, в свою очередь, передаются новому существу при оплодотворении, маловероятно, что центросома взрослого организма является копией структуры, полученной из сперматозоида. Фактически, ДНК, кодирующая центросомные белки, такие как центрин, находится в ядре (Paoletti et al., 1996), и поэтому для образования новых центросом не существует внегеномного шаблона.
Наследование ДНК митохондрии
Чем отличается наследование центросомы и митохнодрии?
Митохондрия — это органелла, которая в основном отвечает за выработку энергии внутри клетки. В отличие от центросомы, митохондрии содержат внегеномную ДНК (называемую мтДНК) и реплицируются как независимая единица на протяжении всего жизненного цикла нового организма. Фактически, митохондриальная ДНК прослеживается в процессе эволюции от матери к потомству (Cann et al., 1987). Поэтому, в отличие от центросомы, митохондрии, которые человек наследует от своих матерей, сохраняются на протяжении всей жизни человека и, в свою очередь, наследуются при повторном зачатии.
Наследование эпигенетической программы
Что понимается под термином "эпигенетическая модификация"?
ДНК генома подвергается модификациям, которые изменяют способность определенных генов к экспрессии. Этот процесс называется "эпигенетической модификацией" и, как правило, необходим для предотвращения чрезмерной экспрессии определенных основных генов.
Как происходит эпигенетическая модицикация у женщин?
Наиболее известная эпигенетическая модификация происходит у женщин. В этом случае одна из двух Х-хромосом фактически инактивируется, чтобы сбалансировать экспрессию женских генов. Неактивная хромосома конденсируется, образуя структуру, называемую телом Барра (Barr and Bertram, 1949).
В какой период времени стирается эпигенетическая модификация?
Эпигенетическая модификация происходит по всему геному у нового индивида. Считается, что эпигенетическая программа стирается во время гаметогенеза и раннего эмбриогенеза, и накладывается новая программа (Kelly and Trasler, 2004). . Однако более поздние данные свидетельствуют о том, что некоторые эпигенетические модификации являются наследственными (Chong and Whitelaw, 2004).
Могут ли эпигенетические модификации быть индуцированы факторами внешней среды?
Несмотря на то, что основные эпигенетические модификации запрограммированы заранее и, следовательно, независимы от окружающей среды, данные свидетельствуют о том, что некоторые эпигенетические модификации индуцируются условиями окружающей среды (Уолтон и Хаммонд, 1938; Фиш и др., 2004). Поскольку новая эпигенетическая программа формируется во время внутриутробного развития, окружающая среда беременной матери может влиять на эпигенетический состав новорожденного. Это может быть актуально, например, в случае голодания во время беременности (Пейнтер и др., 2008).
Какие факторы влияют на формирование генома новорожденного?
Новорожденный наследует как геномные, так и внегеномные генетические факторы на момент зачатия, а также эпигенетическую программу, связанную с окружающей средой, в которой развивается плод во время беременности. Эти данные указывают на то, что биологическое здоровье новорожденного существа зависит от ядерной и внеядерной генетики, а также от окружающей среды.
Продолжительность жизни новорожденного
От чего зависит продолжительность жизни новорожденного?
Многочисленные данные свидетельствуют о том, что продолжительность жизни потомства зависит от возраста родителей на момент зачатия. . У людей как преклонный возраст отца (Gavrilov et al., 1997; Gavrilov and Gavrilova, 1997), так и возраст матери (Bell, 1918; Kemkes-Grottenhaler, 2004; Smith et al., 2009; Wilding et al., 2014) предположительно сокращают продолжительность жизни потомства. Важную роль в этом эффекте играет внегеномный генетический вклад.
Почему у пожилой матери более короткий срок жизни потомства?
Эффективность материнского-фетального питания снижается с возрастом, вызывая осложнения беременности, преждевременные роды и низкий вес при рождении, и, как следствие, запрограммировав потомство матерей преклонного возраста на более короткую продолжительность жизни (Barker et al., 2002). Более того, возраст матери можно определить как «генетическое заболевание
Митохондрии ДНК матери
Какие органеллы обусловливают внегеномный генетический вклад в потомство?
Основной внегеномный генетический вклад в потомство заключается в наследовании мтДНК от матери (Wilding et al., 2014). Митохондрия является основным внеядерным органеллом в эукариотических клетках. Главная роль этого органелла — производство энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ) во время аэробного дыхания.
Роль окислительного стресса в повреждении митохондрий
Какую роль играет окислительный стресс в повреждении митохондрий?
Митохондрии во всех типах клеток подвержены аутотоксичности, поскольку механизм аэробного дыхания включает образование свободных радикалов кислорода во время восстановления кислорода (Mitchell and Moyle, 1967). Эти радикалы являются высокореактивными окислителями и часто атакуют белки и ДНК (мтДНК) внутри самих митохондрий (Oliveira et al., 2010). Повреждение белков может быть неактуальным для митохондрий в долгосрочной перспективе, но повреждение мтДНК особенно важно, поскольку последняя кодирует большинство белков дыхательной цепи (Iborra et al., 2004). Поскольку мтДНК мутирует с высокой скоростью (Pesole et al., 1999), любое повреждение носит кумулятивный характер, что предполагает снижение эффективности митохондриального дыхания с течением времени.
О чем говорит принцип "митохондриального узкого места"?
Митохондрии в ооцитах, по-видимому, особенно восприимчивы к возрастным повреждениям, поскольку принцип «митохондриального узкого места» во время формирования примордиальных ооцитов включает в себя постепенное сокращение количества митохондрий до нескольких копий (Cummins, 2001). Затем эти клетки остаются в состоянии покоя до начала фолликулогенеза. Согласно «теории старения, основанной на свободных радикалах»; в покоящихся клетках накапливается количество поврежденных митохондрий, что в конечном итоге приводит к старению и смерти (Linnane et al., 1999). Поэтому, даже если уровень метаболизма в примордиальных ооцитах минимален, чрезмерный период покоя (до 45 лет у человека) все равно может привести к накоплению повреждений в митохондриях. Предполагается, что на набор мтДНК у потомства будет влиять более поздний возраст матери, а не отца. Эти данные указывают на то, что более поздний возраст матери коррелирует с более короткой продолжительностью жизни потомства.
Добавить комментарий