Što je epigenetika? Tipke za razumijevanje
Koliko je važna DNK Genetski kod je ključni dio života , koja u slučaju ljudi pohranjuje informacije koje dopušta tijelu da se razvije među gotovo 20.000 gena koji čine genom. Sve stanice istog tijela imaju istu DNK.
Pa kako je moguće da oni djeluju drugačije? Ili, kako je neuron neuron, a ne hepatocit, ako predstavljaju istu DNK? Odgovor leži u epigenetici .
- Srodni članak: "Genetika i ponašanje: jesu li geni odlučili kako djelujemo?"
Što je epigenetika?
Iako sadrži informacije, lanac deoksiribonukleinske kiseline nije sve, jer postoji važna komponenta koja je okoliš. Ovdje dolazi pojam epigenetika, "o genetici" ili "pored genetike".
Postoje čimbenici izvan ekoloških kodova koji reguliraju ekspresiju različitih gena, ali uvijek zadržavajući DNA sekvencu netaknutom. To je mehanizam koji ima svoju važnost: ako su svi geni aktivni u isto vrijeme, to ne bi bilo dobro, za koje je potrebno kontrolirati izraz.
Pojam epigenetika skovao je škotski genetičar Conrad Hal Waddington 1942. godine proučavanje odnosa gena i okoliša .
Jednostavan način razumijevanja epigeneze dobio mi je dobar prijatelj s ovim primjerom: ako mislimo da je DNK knjižnica, geni su knjige i genska ekspresija je knjižničarka. Ali sami knjižnice, prašina, police, požari ... sve što ometa ili pomaže knjižničaru da pristupi knjigama bit će epigenetika.
Stvarnost je to Ljudski genom se sastoji od više od 20.000 gena , ali to nisu uvijek aktivni u isto vrijeme. Ovisno o vrsti ćelije, u kojoj je fazi razvoja organizam ili čak i okruženje u kojem pojedinac živi, bit će aktivni geni, a drugi neće. Na primjer, prisutnost skupine proteina koja je odgovorna za kontrolu genske ekspresije bez modificiranja DNA sekvence, tj. Bez uzrokovanja mutacija ili translocija.
Poznavanje epigenoma
Koncept epigenoma rođen je kao posljedica pojave epigenetike i nije više od svih komponenti koje su dio ove regulacije ekspresije gena.
Za razliku od genoma, koji ostaje stabilan i nepromjenjiv od rođenja do starosti (ili bi trebao biti), epigenome je dinamičan i varijabilan. Kroz razvoj se mijenja, može utjecati na okoliš , a nije isto po vrsti ćelije. Da bi se utvrdio utjecaj na okoliš, vidljivo je da konzumiranje duhana ima negativan utjecaj na epigenom, što pogoduje pojavi raka.
Prije nastavka, kratak pregled genetike je potreban kako bi se razumjela svrha DNK. Genetski kod sadrži gene, ali iz tog razloga to nema nikakvih posljedica. Općenito, potrebno je nazvati protein kompleks RNA polimeraza "pročita" taj gen i transkribira ga na drugu vrstu lanca nukleinskih kiselina nazvanih "messenger RNA" (mRNA), koja se sastoji samo od čitanog fragmenta gena.
Potrebno je da se ova dobivena RNA prevede u konačni proizvod koji nije ništa drugo nego protein, kojeg je stvorio drugi molekularni kompleks poznat kao ribosom, koji sintetizira protein iz mRNA. Nakon što jasno kako to funkcionira, nastavljam.
Epigenetski mehanizmi
DNA je vrlo velika struktura, koja kod čovjeka ima dužinu od gotovo dva metra, mnogo veću od promjera bilo koje ćelije.
Priroda je mudra i pronađena je metoda za drastično smanjenje veličine i pakiranje unutar jezgre ćelije: zahvaljujući strukturnih proteina nazvanih "histoni" , koji su grupirani u skupine od osam, da oblikuju nukleosom, podupiru lanac DNA tako da se omota oko nje i olakšava presavijanje.
Lanac DNA nije potpuno kompaktan, ostavljajući više slobodnih dijelova za stanicu da izvrše svoje funkcije. Istina je da presavijanje olakšava čitanje gena RNA polimerazom, tako da nije uvijek savijeno na isti način u različitim stanicama. Ne dopuštajući pristup RNA polimeraziji, vi ste ostvarujući kontrolu nad ekspresijom gena bez mijenjanja slijeda.
Bilo bi vrlo jednostavno ako bi to bilo samo ovo, ali epigenome Također koristi kemijske markere , Najpoznatije je DNA metilacija, koja se sastoji od vezanja metilne skupine (-CH3) do deoksiribonukleinske kiseline.Ova oznaka, ovisno o njegovom smještaju, može stimulirati čitanje gena i spriječiti ga da postignu RNA polimerazom.
Je li epigenome naslijedio?
Genom, koji je nepromjenjiv, naslijeđen je svakog od roditelja pojedinca. Ali se isto događa s epigenomom? Ova je tema donijela mnogo kontroverzi i sumnji.
Zapamtite da, za razliku od genetskog koda, epigenome je dinamičan. Postoje znanstvene skupine koje su uvjerene da je također naslijeđeno, a najizgledniji primjer koji je izložen je slučaj sela u Švedskoj gdje su unuci djedova i baka koji su prolazili kroz gladu živjeli duže, kao da su rezultat epigenetike.
Glavni problem s ovim tipom studija je da oni ne opisuju proces, ali su samo pretpostavke bez demonstracije koja rješava sumnju.
Što se tiče onih koji vjeruju da epigenome nije naslijeđen, oni se temelje na studiji koja otkriva obitelj gena čija je glavna funkcija ponovno pokrenuti epigenome u zigoti , Međutim, ista studija jasno pokazuje da se epigenom ne ponovo pokreće potpuno, ali da 5% gena pobježe iz tog procesa, ostavljajući mala vrata otvorena.
Važnost epigenetike
Važnost koja se daje studiji epigenetike je da to može biti i način istražiti i razumjeti životne procese poput starenja, mentalnih procesa ili matičnih stanica.
Polje u kojem se dobivaju više rezultata je u razumijevanju biologije raka, tražeći ciljeve za generiranje novih farmakoloških terapija u borbi protiv ove bolesti.
starenje
Kao što je ranije spomenuto u tekstu, epigenoma u svakoj stanici mijenja se prema stupnju razvoja u kojem je ta osoba.
Postoje studije koje su to dokazale. Na primjer, uočeno je da genom varira u ljudskom mozgu od rođenja do zrelosti, dok u odrasloj dobi sve do starosti ostaje stabilan. Tijekom starenja opet se mijenjaju, ali ovaj put prema dolje umjesto prema gore.
Za ovu studiju usredotočili su se na metilacije DNA, budući da su tijekom adolescencije generirali više i silazili u starijoj dobi. U ovom slučaju, nedostatak metiliranja ometa rad RNA polimeraze , što dovodi do smanjenja učinkovitosti neurona.
Kao aplikacija za razumijevanje starenja, nalazi se studija koja koristi metode DNA metiliranja u krvnim stanicama kao pokazateljima biološke dobi. Povremeno, kronološko doba se ne podudara s biološkim dobom, a uz upotrebu ovog uzorka moglo bi se na konkretniji način upoznati sa zdravstvenim stanjem i mortalitetom pacijenta.
Rak i patologije
Rak se sastoji od stanice koja se iz nekog razloga prestala specijalizirati u svom tkivu podrijetla i počinje se ponašati kao da je bila nediferencirana stanica, bez ograničavanja njegove proliferacije ili premještanja u druga tkiva.
Logikom je normalno misliti o promjenama u epigenomu može uzrokovati da stanica postane kancerozna utječući na ekspresiju gena.
U DNK postoje geni koji su poznati kao "supresori protiv raka" ; svoje ime ukazuje na njegovu funkciju. Pa, u nekim slučajevima raka je vidljivo da su ti geni metilirani tako da oni inaktiviraju gen.
Trenutno, cilj je proučiti ako epigenetika utječe na druge vrste patologija. Postoje dokazi koji upućuju na to da je također uključen u arteriosklerozu i neke vrste mentalnih bolesti.
Medicinske primjene
Farmaceutska industrija ima svoje oči na epigenome, koji zahvaljujući svojoj dinamici je izvediv cilj za buduće terapije. Već se provode u praksi liječenja kod nekih vrsta raka , uglavnom u leukemijama i limfomima, gdje je lijek usmjeren na DNA metilaciju.
Treba napomenuti da je to djelotvorno sve dok je podrijetlo raka epigenetski, a ne druga, kao na primjer mutacija.
Međutim, najveći je izazov dobiti sve informacije o ljudskom epigenomu, sekvenciranjem ljudskog genoma. S većim znanjem, u budućnosti mogli biste osmisliti više personaliziranih tretmana i individualizirani, kako bi mogli znati potrebe stanica oštećenog područja u određenom pacijentu.
Znanost traži više vremena
Epigenetika je prilično nedavno područje istraživanja i potrebno je daljnje studiranje kako bi se subjekt više razumio.
Ono što mora biti jasno je epigenetika sastoji se od propisa o genetskoj ekspresiji koji ne mijenjaju DNA sekvencu. Nije neuobičajeno pronaći pogrešne reference na epigenetiku u slučajevima mutacija, na primjer.
