营养素调控基因
(2019-05-17 15:20:35)
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肿瘤营养代谢健康 |
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营养素调控基因
基因是遗传物质,负责在代际之间传递信息。每个人的细胞核中都存在着染色体,承载了全部的基因信息。依据基因组碱基编码,细胞可合成各类蛋白质,包括各种酶和激素,进行各种生命活动。DNA会首先被转录为RNA,相当于照着原版拷贝出一份或多份副本。
碱基排列组合不同,遗传含义也不相同。每个碱基组成的“三联体”对应一个氨基酸,如ACT对应苏氨酸,CAT对应组氨酸,CGT对应精氨酸。蛋白质是多个氨基酸构成的长链。有四个特殊的三联体,分别是一个基因的起始标志和终止标志。ATG是起始,TAA,TAG,TGA中任意一个出现,代表这个基因的终止。起始和终止标志之间的就是一个完整的基因。蛋白质形成器官组织,执行生物功能。这就是人类生物信息的“中心法则”,DNA都遵循中心法则,生物信息在每个生命体系中,有条不紊地传递和流动着。
基因突变会反应在生理上,而基因突变不是唯一影响生理表征的方式。饥饿、吸烟等环境因素可以在基因上留下痕迹,并且可在代际间传递,传递给后一代人,甚至后两代人。上世纪四十年代,荷兰因战争而发生历时数月的饥荒,人们每天能量摄入不足400卡路里。后人研究发现,幸存者中的儿童在成长过程中出现了比普通人群更多的健康问题,包括抑郁、焦虑、骨质疏松、牙龈病、心脏病、糖尿病等。而经历过这场饥荒的孕妇子代和孙辈婴儿时期个头小,成年后肥胖症和心脏病的发病率高。
基因中有一种叫“甲基”的化学基团。染色体外形似纺锤,DNA长先缠绕在组蛋白上,由其构成的长链再缠绕到染色体。甲基化就是甲基基团与部分的DNA或组蛋白结合。甲基化可以调控基因表达,也就是关闭或开启基因。发生最普遍的甲基化并非唯一的基因调控方法。研究发现,一对3岁同卵双胞胎的甲基基团几乎完全相同。而另一对50岁的双胞胎,基因组上的甲基基团差异则非常大。提示人类的生活方式真的会影响基因的行为。而且生活方式在基因上留下的印记,还会传递给后代。
营养跟基因调控有什么关系呢?研究发现,B族维生素的作用正是甲基供体—— 可使甲基更频繁地与动物胚胎的基因结合,从而调控幼崽的基因。饮食中富含B族维生素可以使动物幼崽发育正常、体重正常,不易患糖尿病。不需要改变基因,只需要提供正确的营养素,就可以使动物幼崽健康状况良好。环境确实会通过表观遗传作用开启或关闭基因。饮食中的营养素,正是非常重要的环境因素。对基因的调控不当,比如低甲基化,会导致各种慢性疾病的发生。甲基化失衡也是肿瘤发生的表观遗传标记之一。造成低甲基化的原因之一就是甲基化的原材料不足。这些原材料,也叫“甲基供体”,包括叶酸、维生素B12、胆碱、omega-3脂肪酸以及多种矿物质和必需氨基酸。
在DNA复制的过程中,有大量负责“校对”的酶保证着完美的碱基复制,但对于基因标记的复制,就不那么完美了。
年纪增长会增加标记复制时出错的概率,营养不良导致的基因碱基复制的“原料不足”也造成基因碱基复制的不完美。这就可以解释为什么年长或营养状况不佳情况下生育后代,孩子罹患孤独症,双相情感障碍或精神分裂症的风险上升的缘由了。动物内脏,贝类,蛋类,蔬菜等食物富含“甲基供体”除了营养之外的环境因素,还包括长期慢性压力,炎症等。高糖饮食会上调炎症反应蛋白,反过来造成甲基化失衡。吃正确的、富含“甲基供体”的食物,使基因得到最合理的调控。通过合理调控基因,改变健康状态,以及下一代、下下代人的健康。