Что происходит при активации?

Признание реальности эпигенетической регуляции подразумевает необходимость ответа и на такой вопрос: что конкретно происходит в ядре, хромосоме, молекуле ДНК при их активации?

Установлено, что важнейшее условие активации ДНК - деспирализация (декомпактация, деконденсация) хроматина в районе гена, должного «заработать» (Г. П. Георгиев, К. Г. Казарян). Именно «разворачивание» спирали ДНК, «разрыхление» хромосомы делают возможным включение в работу генов, расположенных на этом участке. Наглядный пример - пуффообразование.

Другой пример - увеличение размеров ядер, наблюдаемое при пересадке ядер специализированных клеток (телесных) в ооциты - интенсивно работающие зачатковые клетки. Мелкие ядра клеток эпителия кишечника головастика шпорцевой лягушки увеличиваются при этом в 40 раз, а ядра клеток головного мозга - в 60 раз! Ядро сперматозоида, после того как оно проникнет в яйцеклетку, увеличивается примерно в 50 раз. Увеличение размеров ядра - характерная черта клеток раковых опухолей.

К сожалению, до сих пор биохимические процессы, обусловливающие переход ядер при их активации в состояние «всеобщей пуффизации», практически не привлекали особого внимания. По крайней мере механизм этого явления пока далек от полного понимания. Ясно лишь одно - и здесь мы сталкиваемся с проявлением эпигенетической регуляции, с необходимостью выяснения роли изменений обмена веществ в генетических процессах.

Стоит только вывести клетку из-под контроля нормального баланса, как сплошь и рядом возникают разнообразные аномалии структур и функционирования генома, наблюдаются всевозможные изменения плоидности, возникают дополнительные хромосомы (В. А. Кунах, Н. А. Картель). Так, в клетках эмбриональной ткани дрозофилы, культивируемых в специальной питательной среде, возникают разнообразные отклонения от нормального числа хромосом.

Изменение числа хромосом склонны объяснять ошибками митоза - механизма, распределяющего хромосомы при делении. Но это не объяснение, ведь и митозом что-то управляет, и этим «что-то», несомненно, являются эпигенетические факторы.Эксперименты показывают, что, изменяя биохимизм культуральной среды, можно наблюдать всевозможные аберрации строения и числа хромосом (М. Ф. Кухарева, устное сообщение).

То, что степень спирализации молекул ДНК, пространственные конфигурации комплексов нуклеиновая кислота (ДНК) - белки зависят от биохимического состава среды (читай - от декорга, от эпигенетических факторов), можно считать доказанным (И. Б. Збарский). Отсюда логически следует, что параметры хромосомных структур, как и структур любых иных биополимеров и их комплексов, носят производный характер, подчиняются регуляции со стороны клеточной среды. Но не наоборот!

Однако господствует противоположное мнение. Обратимся к представлениям о механизмах регуляции пола у живых форм. У ряда из них обнаружена четкая корреляция строения одной из пар хромосом и половой принадлежности, то есть имеет место половой диморфизм по хромосомам. Однако половой диморфизм хромосом - это не более чем маркер различий, прежде всего эпигенетических, реально существующих между полами.

Кстати, если внимательно присмотреться, то обнаружим, что половой диморфизм существует у мужских и женских особей и по другим хромосомам. У человека, например, наиболее заметно различие в строении 1-й, 2, 4 и 9-й хромосом, возможно, потому, что они наиболее крупные и различия просто легче обнаружить.