¿Qué es el epigenoma?

Derivado del griego «epi» que significa «por encima», el epigenoma describe las modificaciones del genoma que no afectan a la secuencia del ADN pero que determinan que los genes se activen o desactiven donde y cuando sean necesarios.

Si el genoma es análogo al guión de una obra de teatro, el epigenoma es la interpretación de la obra por el director y los actores.

Dos componentes del epigenoma son la modificación del ADN y la remodelación de la cromatina.

La modificación del ADN describe la adición de compuestos químicos a las bases del ADN. La metilación del ADN es la modificación más común.

La metilación al inicio de un gen suele desactivar el gen. La remodelación de la cromatina describe cómo los cambios en la estructura del ADN pueden afectar a la expresión de los genes.

Como recordará de los pasos anteriores, el ADN se enrolla alrededor de las histonas para poder empaquetarse eficazmente en el núcleo como cromosomas. La expresión de los genes puede depender de lo unido que esté el ADN a las histonas: cuando está poco unido, los genes son accesibles a los factores de transcripción y pueden expresarse, pero si está muy unido, la transcripción no puede producirse.

La firmeza de la unión histona/ADN viene determinada por las modificaciones químicas (de nuevo la metilación, entre otras) que se producen en las «colas» que sobresalen de la molécula de histona.

Remodelación de la cromatina Click to expand
© St George’s, University of London

El epigenoma es dinámico y responde a estímulos externos. Se cree que ciertos estímulos externos pueden causar modificaciones anormales del ADN que, a su vez, alteran la expresión normal de los genes.

Por ejemplo, ahora sabemos que un epigenoma defectuoso puede contribuir, junto con las mutaciones genómicas, al desarrollo del cáncer.

Un grupo diferente de trastornos que surgen de anomalías del epigenoma son los trastornos de impronta. La impronta es un fenómeno epigenómico por el que ciertos genes se expresan en función de su progenitor de origen, es decir, que el hecho de que un gen esté «encendido» o «apagado» depende de si se ha heredado de la madre o del padre.

En ciertas regiones del genoma, hay una agrupación de genes impresos que están regulados por centros de control de la impronta.

Los patrones de impronta anormales son responsables de algunos trastornos raros, como (entre otros) el síndrome de Beckwith Wiedemann (aumento del tamaño de la lengua, defectos en la pared abdominal, pliegues/hendiduras en el lóbulo de la oreja y una mayor predisposición a desarrollar ciertos tumores infantiles); el síndrome de Prader Willi (discapacidad intelectual, obesidad e hiperfagia) y el síndrome de Angelman (discapacidad intelectual, convulsiones y aspecto facial característico).

La epigenómica es un campo en expansión y del que todavía sabemos relativamente poco.

Sin embargo, el estudio del epigenoma es un área en rápida expansión y, al igual que nuestro floreciente conocimiento del genoma, nuestra creciente capacidad para interpretar el epigenoma probablemente transformará nuestra capacidad para diagnosticar y tratar enfermedades raras y comunes.

Punto de vista

Un estudio en ratones sugirió que una respuesta de miedo podría transmitirse de padres a hijos a través de cambios epigenéticos heredables. Esto se conoce como «herencia de la exposición traumática de los padres» (Dias, B. G. & Ressler, K. J. Nature Neurosci (2013)).

¿Cuál es su opinión sobre cuál podría ser la ventaja evolutiva de transmitir a través de las generaciones los rasgos de comportamiento causados por los estímulos ambientales? ¿Cuáles podrían ser las desventajas de esto?