Epigenetyka jest nowym podejściem naukowym do zjawiska dziedziczenia niezwiązanego z tym, co zapisane jest w genach. Czym dokładnie jest epigenetyka? Jak wpływa ona na nasze zdrowie? Jaką funkcję w przyszłości może mieć dogłębne poznanie mechanizmów epigenetycznych? Na te i inne pytania znajdziesz odpowiedź w poniższym artykule.
Czym jest epigenetyka?
Epigenetyka, czyli nauka o dziedziczeniu pozagenowym, zajmuje się badaniem mechanizmów odpowiedzialnych za regulację ekspresji określonych genów w ściśle wyznaczonym czasie. Każda komórka organizmu człowieka mimo znacznych różnic w budowie i funkcji ma w sobie identyczną informację genetyczną. Jest nią około 21 000 genów. Jak więc jest to możliwe, że komórka nerwowa przewodzi impulsy elektryczne, a mięśniowa generuje skurcz? Odpowiadają za to mechanizmy epigenetyczne. Kiedy są one włączone, pozwalają komórce na określone funkcje, wyłączone zaś nie pozwalają na inne. Podobnie jest z bliźniętami jednojajowymi, mimo iż mają tę samą sekwencję nici DNA, rzadko zdarza się, by cierpiały na te same schorzenia.
Co to są modyfikacje epigenetyczne?
Prawidłowe działanie mechanizmów regulacji epigenetycznej jest niezbędne do funkcjonowania organizmu. Regulacja epigenetyczna jest procesem bardzo złożonym, angażującym wiele mechanizmów ściśle oddziałujących ze sobą. Wszystko po to, by regulować ekspresję określonych genów w odpowiednim czasie. Zmiany w regulacji epigenetycznej mogą zachodzić w różnym czasie jako odpowiedź na czynniki środowiskowe, takie jak: stres, dym tytoniowy, aktywność fizyczna czy dieta.
W zależności od poziomu, na którym działają mechanizmy epigenetyczne, możemy wyróżnić mechanizmy działające na poziomie nici DNA oraz białek odpowiedzialnych za jej upakowanie (inaczej histonów). Przykładem pierwszej podanej modyfikacji epigenetycznej jest metylacja. To proces odwracalny, polegający na przyłączeniu grupy metylowej do cytozyny wchodzącej w skład DNA.
Zaburzenia działania mechanizmów regulacji epigenetycznej prowadzą do zmian w ekspresji genów, a ich skutki mogą powodować wystąpienie licznych chorób.
Epigenetyka a stres i dieta
Jak powszechnie wiadomo, stres jest czynnikiem działającym na wiele procesów fizjologicznych, w tym też na modyfikacje epigenetyczne. Wyzwala produkcję kortyzolu, czyli hormonu stresu. Liczne badania naukowe udowodniły, że działanie stresu na kobiety w ciąży powoduje nieprawidłowe modyfikacje epigenetyczne u dzieci mimo ich spokojnego wychowywania. Podobnie jest z dietą. Nieodpowiedni sposób odżywiania może powodować wystąpienie niekorzystnych dla zdrowia modyfikacji, prowadzących do rozwoju szeregu chorób, takich jak choroby sercowo-naczyniowe czy choroby z autoagresji.
Przyszłość epigenetyki
Wiadomo, że modyfikacje określonych genów mogą posłużyć jako marker toczącego się procesu chorobowego w organizmie. Mając tę wiedzę, łatwo dojść do wniosku, że epigenetyka może być przydatna w diagnostyce. Rozpoznawanie części chorób wciąż opiera się wyłącznie na analizie objawów klinicznych. Bardzo prawdopodobne jest, że w niedalekiej przyszłości oznaczanie markerów epigenetycznych choroby zostanie uznane za złoty standard diagnostyczny.
Po drugie, wiedząc, że mechanizmy epigenetyczne regulacji ekspresji genów są odwracalne, należy zastanowić się, czy istnieje możliwość przywrócenia prawidłowej aktywności rozregulowanych genów, tym samym odwrócenie procesu chorobowego. Odkrycie takiej możliwości byłoby kamieniem milowym leczenia na miarę XXI wieku.
