Ce este epigenomul?

Derivat din grecescul „epi” care înseamnă „deasupra”, epigenomul descrie modificările genomului care nu afectează secvența ADN, dar care determină dacă genele sunt activate sau dezactivate unde și când sunt necesare.

Dacă genomul este analog cu scenariul unei piese de teatru, epigenomul este interpretarea piesei de către regizor și actori.

Două componente ale epigenomului sunt modificarea ADN-ului și remodelarea cromatinei.

Modificarea ADN-ului descrie adăugarea de compuși chimici la bazele ADN-ului. Metilarea ADN-ului este cea mai frecventă modificare.

Methylarea la începutul unei gene dezactivează de obicei gena. Remodelarea cromatinei descrie modul în care modificările structurii ADN-ului pot afecta expresia genelor.

După cum vă amintiți din pașii anteriori, ADN-ul este înfășurat în jurul histonelor pentru a putea fi împachetat eficient în nucleu sub formă de cromozomi. Expresia genelor poate depinde de cât de strâns este legat ADN-ul de histone: atunci când este slab legat, genele sunt accesibile factorilor de transcripție și pot fi exprimate, dar dacă este strâns legat, transcrierea nu poate avea loc.

Singuritatea legăturii histonă/ADN este determinată de modificările chimice (din nou metilarea, printre altele) care apar la „cozile” care ies din molecula de histonă.

Remodelarea cromatinei Click to expand
© St George’s, University of London

Epigenomul este dinamic și răspunde la stimuli externi. Se crede că anumiți stimuli externi pot provoca modificări anormale ale ADN-ului care, la rândul lor, perturbă expresia normală a genelor.

De exemplu, acum știm că un epigenom defect poate contribui, alături de mutațiile genomice, la dezvoltarea cancerului.

Un grup diferit de tulburări care apar din anomalii ale epigenomului sunt tulburările de amprentă. Amprentarea este un fenomen epigenomic prin care anumite gene sunt exprimate în funcție de părintele de origine, adică dacă o genă este „pornită” sau „oprită” depinde dacă a fost moștenită de la mamă sau de la tată.

În anumite regiuni ale genomului, există o grupare a genelor amprentate care sunt reglate de centrele de control al amprentării.

Modelele anormale de amprentă sunt responsabile pentru câteva tulburări rare, inclusiv (printre altele) sindromul Beckwith Wiedemann (dimensiune crescută a limbii, defecte ale peretelui abdominal, pliuri/picuri ale lobului urechii și o predispoziție crescută la dezvoltarea anumitor tumori în copilărie); sindromul Prader Willi (dizabilitate intelectuală, obezitate și hiperfagie) și sindromul Angelman (dizabilitate intelectuală, convulsii și aspect facial caracteristic).

Epigenomica este un domeniu în creștere și unul, despre care, știm încă relativ puține lucruri.

Cu toate acestea, studiul epigenomului este un domeniu în plină expansiune și, la fel ca și cunoștințele noastre înfloritoare despre genom, capacitatea noastră tot mai mare de a interpreta epigenomul va transforma probabil capacitatea noastră de a diagnostica și trata atât bolile rare, cât și cele comune.

Talking point

Un studiu la șoareci a sugerat că un răspuns de frică ar putea fi transmis de la părinți la copii prin modificări epigenetice ereditare. Acest lucru este cunoscut sub numele de „moștenirea expunerii traumatice a părinților” (Dias, B. G. & Ressler, K. J. Nature Neurosci (2013)).

Ce părere aveți despre care ar putea fi avantajul evolutiv al transmiterii trăsăturilor comportamentale cauzate de stimuli de mediu de-a lungul generațiilor? Care ar putea fi dezavantajele acestui lucru?

.