O que é o epigenoma?

Derivado do grego “epi” que significa “acima”, o epigenoma descreve modificações no genoma que não afetam a seqüência de DNA, mas determinam se os genes são ligados ou desligados onde e quando eles são necessários.

Se o genoma é análogo ao roteiro de uma peça de teatro, o epigenoma é a interpretação da peça pelo diretor e atores.

Dois componentes do epigenoma são modificação de DNA e remodelação de cromatina.

A modificação de DNA descreve a adição de compostos químicos às bases de DNA. A metilação do DNA é a modificação mais comum.

Metilação no início de um gene normalmente desliga o gene. A remodelação da cromatina descreve como mudanças na estrutura do DNA podem afetar a expressão gênica.

Como você se lembrará dos passos anteriores, o DNA é enrolado ao redor dos histones para que possa ser empacotado eficientemente no núcleo como cromossomos. A expressão gênica pode depender do quão fortemente vinculado o DNA está aos histones: quando os genes estão frouxamente vinculados são acessíveis aos fatores de transcrição e podem ser expressos, mas se estiver fortemente vinculado à transcrição não pode ocorrer.

O aperto da ligação histone/DNA é determinado por modificações químicas (novamente metilação entre outras) que ocorrem em “caudas” que se projetam da molécula histone.

Remodelação da cromatina Clique para expandir
© St George’s, Universidade de Londres

O epigenoma é dinâmico e responsivo a estímulos externos. Acredita-se que certos estímulos externos podem causar modificações anormais no DNA que, por sua vez, interrompem a expressão normal do gene.

Por exemplo, sabemos agora que um epigenoma defeituoso pode contribuir, juntamente com mutações genômicas, para o desenvolvimento de câncer.

Um grupo diferente de desordens que surgem de anormalidades do epigenoma são as desordens de impressão. O imprinting é um fenômeno epigenômico pelo qual certos genes são expressos dependendo de seus pais de origem, isto é, se um gene é “ligado” ou “desligado” depende se foi herdado de sua mãe ou de seu pai.

Em certas regiões do genoma, há um agrupamento de genes impressos que são regulados por centros de controle de imprinting.

Os padrões de impressão anormais são responsáveis por algumas doenças raras incluindo (entre outras) a síndrome de Beckwith Wiedemann (aumento do tamanho da língua, defeitos na parede abdominal, sulcos/caixas do lóbulo da orelha e uma predisposição aumentada para desenvolver certos tumores infantis); síndrome de Prader Willi (incapacidade intelectual, obesidade e hiperfagia) e síndrome de Angelman (incapacidade intelectual, convulsões e aparência facial característica).

Epigenómica é um campo em crescimento e sobre o qual, ainda sabemos relativamente pouco.

No entanto, o estudo do epigenoma é uma área em rápida expansão e, como o nosso crescente conhecimento do genoma, a nossa crescente capacidade de interpretar o epigenoma é susceptível de transformar a nossa capacidade de diagnosticar e tratar doenças raras e comuns.

Ponto de discussão

Um estudo em ratos sugeriu que uma resposta de medo poderia ser transmitida de pais para filhos através de alterações epigenéticas hereditárias. Isto é conhecido como “herança da exposição traumática dos pais” (Dias, B. G. & Ressler, K. J. Nature Neurosci (2013)).

Qual é a sua opinião sobre qual poderia ser a vantagem evolutiva de transmitir traços de comportamento causados por estímulos ambientais através de gerações? Quais poderiam ser as desvantagens disso?