Proceedings of the International scientific and practical conference ―Science at the Frontier of Progress‖ (June 8-10, 2026) / Publisher website: www.naukainfo.com. – Paris, France, 2026. - 178 p.

26 УДК 577.218:616-092 Вербовська Ксенія Сергіївна здобувачка вищої освіти ННІ Медицини Гурняк Оксана Миколаївна к.біол.н., старший викладач кафедри біології Національний медичний університет імені О.О. Богомольця м. Київ, Україна ЕПІГЕНЕТИКА І ХВОРОБИ ЛЮДИНИ: МЕХАНІЗМИ ТА БІОЛОГІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ Анотація. У роботі висвітлено роль епігенетики у дослідженні спадкових змін експресії генів, які не пов’язані з порушенням первинної послідовності ДНК. Розглянуто ключові епігенетичні механізми, зокрема метилювання ДНК, посттрансляційні модифікації гістонів та регуляторну роль некодуючих РНК. Особливу увагу приділено патофізіологічному значенню цих процесів у розвитку онкологічних, серцево-судинних та нейродегенеративних захворювань. Окреслено перспективи використання епігенетичних біомаркерів для ранньої діагностики, а також проаналізовано сучасний стан та клінічні можливості впровадження «епіліків» ( epidrugs ) як інструментів таргетної терапії. Ключові слова: епігенетика, регуляція експресії генів, мультифакторіальні захворювання, таргетна терапія. Тривалий час в межах парадигми класичної генетики первинна послідовність нуклеотидів ДНК вважалася єдиною детермінантою, що визначає фенотипові ознаки організму та його схильність до розвитку патологічних станів. Проте результати повногеномного секвенування виявили обмеженість концепції статичного генетичного коду, зокрема в поясненні механізмів фенотипової дивергенції (у монозиготних близнюків) та здатності клітин до швидкої адаптивної відповіді на дію стресових чинників довкілля. Епігенетика дозволила подолати цей методологічний розрив, зосередившись на дослідженні динамічних молекулярних модифікацій хроматину, які модулюють доступність транскрипційного апарату без зміни первинної нуклеотидної послідовності [1]. На сучасному етапі розвитку біомедичної науки порушення епігенетичного гомеостазу розглядають як один з визначальних етіопатогенетичних факторів у розвитку мультифакторних захворювань людини. При цьому епігенетичний контроль забезпечується інтегрованим функціонуванням трьох взаємозалежних молекулярних систем. Перший рівень регуляції представлений процесами метилювання ДНК, що є визначальною основою формування транскрипційної «епігенетичної пам’яті» клітини. Згідно з класичною моделлю, модифікація полягає у ковалентному приєднанні метильної групи до п’ятого атома вуглецю піримідинового кільця цитозину, що відбувається переважно у складі симетричних динуклеотидів 5'-CpG-3' [1]. Процес каталізується родиною ДНК-метилтрансфераз: ферменти de novo (DNMT3A та DNMT3B) формують нові патерни метилювання, тоді як підтримуюча метилтрансфераза (DNMT1) розпізнає напівметильовані сайти після реплікації та реплікує цей профіль на дочірній ланцюг [1]. Кластерне гіперметилювання промоторних CpG-острівців виконує функцію епігенетичного репресора, а саме перешкоджає зв’язуванню факторів транскрипції та ініціює асоціацію з метил-CpG-зв’язуючими білками (MBD), які, залучають комплекси ремоделювання хроматину для забезпечення стійкого сайленсингу генів. Наступний рівень епігенетичної регуляції охоплює спектр посттрансляційних модифікацій N-кінцевих «хвостів» гістонів, що формують систему так званого «гістонового коду». Структурна організація нуклеосоми, в якій молекула ДНК компактно розміщена навколо гістонового октамера, піддається динамічній регуляції через ковалентні епігенетичні модифікації або відщеплення хімічних груп від специфічних амінокислотних залишків (переважно лізину та аргініну). Зокрема, ацетилювання залишків лізину, що каталізується гістонацетилтрансферазами (HAT), нівелює позитивний заряд гістонових хвостів. Це послаблює електростатичну взаємодію між гістонами та негативно зарядженим цукрово-фосфатним остовом ДНК, сприяючи переходу хроматину в розпушений стан (еухроматин), що забезпечує доступність регуляторних елементів для транскрипційного апарату. Натомість гістондеацетилази (HDAC) відновлюють позитивний заряд, посилюючи конденсацію хроматину та ініціюючи перехід локусу в транскрипційно інертний гетерохроматин [1; 2]. Третьою інтегральною ланкою епігенетичної регуляції виступають каскади некодуючих РНК, які модулюють епігенетичний статус на посттранскрипційному та хроматиновому рівнях. Транскрипти, що не кодують білки, класифікують на малі (зокрема мікроРНК) та довгі