聚糖 - 甜蜜的差异

很容易忘记,我们个性背后比遗传学要多得多。Vlatka Zoldos教授的来宾博客着眼于聚糖蛋白质修饰的表观遗传学,以及这在进化上如何有利。

随着年龄的增长,我们中的许多人都会感到恐惧,我们开始看起来像父母。基因似乎是无情的。我们在受孕时得到了他们,他们在我们的余生中留在我们身边。我们可以做任何事情来改变我们不想听到的陈述:“如果您想知道一个女孩在她长大时会是什么样,只要看着她的母亲”?也许不是从外观上看,但今天我们知道我们不仅可以用基因决定。

除了不良突变外,可以根据环境正确维护和调节基因,以保持生理稳态。表观遗传学已有一段时间是在我们的基因和环境之间作为调解人建立的。提出一个问题自然而然:我们可以使用对基因的表观遗传调节来改善我们的外表,健康,甚至可能以一种对我们作为个人的好处的方式“改变”我们的遗传遗产,也许是对我们的。后人?

我们中的许多人未能学习或忘记,大多数蛋白质(在多细胞生命出现之后进化出来的大多数蛋白质)是通过添加聚糖分子而修改的。”

似乎我们可以。化妆品巨头欧莱雅目前正在将Gllycans宣传为“t他想知道您从未听说过的成分会让您看起来年轻”。硬核科学还认识到聚糖在癌症和其他复杂疾病的研究中很有价值。美国国家科学院最近认可的一份综合报告表示,“聚糖直接参与了每种主要疾病的病理生理学“ 然后 ”需要从糖科学的其他知识来实现​​个性化医学的目标,并利用人类基因组和蛋白质组研究的大量投资及其对人类健康的影响。透明

甚至高中生的孩子都知道蛋白质在活细胞中执行大多数功能,并且蛋白质中的氨基酸序列取决于相应基因中核苷酸的序列。但是,我们许多人未能学习或忘记,大多数蛋白质(在多细胞寿命出现之后演变出来的大多数蛋白质)通过添加聚糖分子而被修改。在复合糖蛋白分子中,聚糖部分是其结构和功能的重要部分。

但是,不是用单个基因确定的聚糖结构,而是通过许多基因的复杂动态网络确定。这些基因中的任何一个中的单核苷酸多态性都可能影响由几种单糖组成的聚糖的最终结构。此外,负责聚糖生物合成的网络包括许多受各种环境因素影响的小型代谢产物。因此,聚糖不是仅仅由遗传文字来定义,而是由当前可能存在于环境中存在的各种环境因素来定义,或者在我们的早期环境中(在宫内开发过程中)和表观遗传记忆中留下了标记。

为什么聚糖如此重要?例如,它们提供了一种与细菌和病毒病原体竞争的策略的真核生物。细菌和病毒仅在几个小时内产生大量略有不同的后代。这些轻微的差异是由于其遗传物质突变而导致的,代表了适应的潜力。因此,原核生物似乎在为生存的永无止境的斗争中胜过真核的宿主生物。

真核生物由于其更长,更复杂的寿命而无法提供如此昂贵的策略。取而代之的是,他们发展了复杂的机制,以保留少数高价的个体,这在人口等高密度人口中更为明显。哺乳动物免疫系统通常不够有效,无法立即对抗新的病原体。病原体表面的分子代表其“面部”,由免疫系统识别。病原体表面的任何变化都可以使其对我们的先前免疫力有抵抗力。

另一方面,成功的感染需要特定识别宿主生物体表面分子上的某些特征,而较高生物体用来限制病原体传播的机制之一是在其细胞表面上呈现不同的结构。这主要是通过细胞表面糖缀合物的变化来实现的,一个很好的例子是ABO血型系统。

糖和表观遗传调节的变化……在现代社会最普遍的疾病之一 - 炎症性肠病中发挥作用。”

糖基因的表观遗传修饰,即与聚糖合成有关的基因,提供了一种创造新的复杂结构特征的方法,可以通过特定的病毒或细菌避免识别识别,从而使这些病原体抗性感染。通过调整基因表达和表面表现,与其等待世代相传的发生,在很大程度上通过表面遗传控制的糖基化模式变化,可以提供更高的真核生物与微生物竞争的强大方式,在不断的生存斗争中给他们带来优势。

一个例子是人与肠道细菌之间的共生关系。虽然肠道细菌帮助我们进行食物消化和防止致病细菌的保护,但它们使用我们的聚糖作为肠道定殖的受体。糖的变化和这种变异的表观遗传调节在现代社会最普遍的疾病之一中发挥作用- 炎症性肠病。

生物教条之一是自我复制核酸(进化的第一革)通过将核苷酸序列转化为一系列氨基酸,为早期生命的发展提供了基础,以在细胞水平上产生生命的主要效应因子 - 蛋白质(进化中的第二次革命)。将不同细胞整合到复杂的多细胞生物中需要额外的复杂性层和聚糖的发明(进化中的第三次革命)通过其固有的能力创建新颖的结构而无需突变遗传信息,而是通过表观遗传修饰来改变它,从而提供多细胞生物,并具有一种机制,可以通过使用其更高的复杂性来补偿其更长的生成时间快速适应各种环境挑战

Glycans赋予更高真核生物的最大进化优势是在不引入更改的情况下创建新结构的能力进入宝贵的遗传遗产。聚糖最多占总蛋白质质量的50%,甚至更多地占许多蛋白质的分子体积。因此,大部分糖蛋白在基因组中并非直接连接,而是快速和广泛的表现蛋白质组学适应的平台。

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