Эпигенетические механизмы, которые регулируют половое созревание и половое созревание
Эпигенетика - это изучение наследственных изменений, которые не связаны с изменениями в последовательности ДНК, а вместо этого влияют на экспрессию генов посредством модификации нуклеиновых кислот или структуры хроматина. Во время полового созревания и полового созревания эти эпигенетические механизмы играют важную роль в регулировании сроков и прогрессирования событий развития. Одним из таких механизмов является модификация гистонов, которая включает добавление или удаление химических групп к гистонам - белковым субъединицам, вокруг которых ДНК упакована в хроматин. Модификации гистонов могут влиять на доступность определенных генов для транскрипции, что приводит к их активации или репрессии.
Добавление триметилированных остатков лизина на гистоне H3 в лизине 4 (H3K4me3) способствует транскрипции, в то время как присутствие триметилированных остатков лизина на гистоне H3 в лизине 27 (H3K27me3) может подавлять его. Другим эпигенетическим механизмом является метилирование ДНК, когда метильные группы добавляются к основаниям цитозина в последовательностях ДНК. Метилирование ДНК может заставить замолчать определенные гены, блокируя их транскрипцию, или даже вызвать молчание посредством образования гетерохроматиновых структур. Кроме того, было показано, что микроРНК (микроРНК), небольшие некодирующие молекулы РНК, модулируют экспрессию генов во время полового созревания, связываясь с комплементарными областями матричной РНК-мишени (мРНК). Этот процесс приводит либо к деградации, либо к трансляционной репрессии мРНК-мишени.
В период полового созревания ряд гормонов способствует инициации и прогрессированию изменений, включая гонадотропины, эстроген, тестостерон, пролактин, гормон роста, инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1), гормон щитовидной железы и кортизол. Эти гормоны действуют через специфические рецепторы, расположенные в различных тканях, таких как гипоталамус, гипофиз, яичники, яички, надпочечники, кости, мышцы и жировые клетки.
Высвобождение гонадотропинов из гипофиза стимулирует выработку половых стероидов - эстрадиол и тестостерон - которые ответственны за вторичные половые признаки, такие как развитие груди и рост волос на лице у женщин и мужчин, соответственно. Половые стероиды также способствуют всплескам роста и созреванию скелета, в то время как IGF-1 способствует линейному росту и минерализации костей. Помимо гормональной регуляции, генетические факторы могут играть роль в сроках и темпе наступления половой зрелости. Общегеномные исследования ассоциаций выявили несколько локусов, связанных с возрастом в период менархе и полового созревания, что дает представление о потенциальных генах-кандидатах, которые могут быть вовлечены.
Эпигенетические механизмы также модулируют сексуальное поведение у взрослых.
Паттерны метилирования ДНК в определенных областях мозга, таких как вентромедиальное ядро, могут влиять на сексуальную мотивацию у самок крыс. Кроме того, было показано, что микроРНК, экспрессируемые в различных областях мозга, регулируют сексуальное поведение путем нацеливания на определенные белки, участвующие в нейротрансмиссии.
Эпигенетические механизмы обеспечивают сложную регуляторную сеть, которая способствует сложному процессу полового созревания и полового созревания, формируя сроки и прогрессирование физических изменений, а также влияя на последующее поведение на протяжении всей жизни.