Epigenetika: Utjecaj okoliša na naše gene

Epigenetika: Utjecaj okoliša na naše gene

Epigenetika: Utjecaj okoliša na naše gene

uvod

Epigenetika je uzbudljivo i brzo razvijajuće polje genetike koje proučava utjecaj okoliša na naše gene. Za razliku od klasične genetike, koja se bavi stvarnim sekvencama DNK, epigenetika ispituje promjene u interakciji između gena i njihove okoline. Ove promjene mogu uzrokovati uključivanje ili isključivanje određenih gena. U ovom ćemo se članku pobliže osvrnuti na epigenetiku i raspravljati o njezinoj važnosti u razvoju organizama i mogućim učincima na zdravlje.

Što je epigenetika?

Epigenetske promjene su modificirani obrasci u aktivnosti naših gena koji nisu uzrokovani promjenama u samim temeljnim sekvencama DNK. Umjesto toga, epigenetski mehanizmi kao što su metilacija i modifikacije histona utječu na "uključivanje" ili "isključivanje" određenih dijelova gena. Ove epigenetske oznake mogu se steći tijekom života pojedinca i imaju potencijal da se prenose generacijama.

Važna razlika između genotipskog nasljeđivanja (temeljenog na sekvenci DNK) i epigenomskog nasljeđivanja (temeljenog na epigenetskoj modifikaciji) je u tome što potonje može biti fleksibilnije - može varirati ovisno o abiotičkom stresu, prehrani i načinu života. Iz tog razloga, epigenetika se može promatrati kao neka vrsta "mosta" između naših gena i našeg okoliša.

Epigenetski mehanizmi

DNA metilacija

Metilacija DNA je jedan od najpoznatijih epigenetskih mehanizama. Ovdje je metilna skupina vezana za određene sekvence DNK, što može prigušiti ili pojačati aktivnost gena koji stoji iza nje. Na metilne skupine mogu utjecati utjecaji iz okoliša poput prehrane, stresa ili kemikalija. Metilacija DNA često igra važnu ulogu u razvoju bolesti.

Modifikacije histona

Histoni su proteini oko kojih je omotana naša DNK. Promjene u strukturi tih histona mogu rezultirati time da geni postanu pristupačniji ili nedostupniji. Dodavanjem različitih kemijskih skupina histonima mogu se postaviti različiti genski regulatorni signali.

Nekodirajuća RNA

Nekodirajuća RNA (ncRNA) još je jedan primjer epigenetskog mehanizma. Ove RNA molekule mogu komunicirati s drugim RNA ili proteinskim molekulama, utječući na procese kao što su transkripcija i translacija.

Utjecaj okoliša na naše gene: primjeri iz životinjskog carstva

Epigenetske promjene mogu imati nevjerojatne učinke kod životinja, posebno kada se dogode tijekom ranog razvoja. Neki od najpoznatijih primjera potječu iz studija temperature razmnožavanja gmazova. Kod mnogih gmazova, temperatura okoline tijekom inkubacije određuje spol potomaka - oblik utjecaja okoline na ekspresiju gena.

Istraživači su otkrili da se te informacije o temperaturi pohranjuju epigenetski i mogu utjecati na sljedeće generacije. U studiji o kornjačama, otkriveno je da ženke izležene pod određenim visokim temperaturama imaju veću vjerojatnost da zakopaju svoja jaja u viši, niži pijesak od onih izleženih pri niskim temperaturama. Ovo se ponašanje prenosi međugeneracijskim epigenetskim mehanizmima.

Sličan fenomen primijećen je i kod glodavaca. Dokazano je da određena emocionalna iskustva mogu potaknuti epigenetske promjene u mozgu kod štakora te čak utjecati na ponašanje i mehanizme suočavanja sa stresom sljedeće generacije.

Epigenetika kod ljudi

Uloga epigenetike kod ljudi je fascinantno pitanje s dalekosežnim implikacijama na naše zdravlje i dobrobit.

Razvoj i sazrijevanje stanica

U ranim fazama razvoja fetusa, epigenetski mehanizmi igraju ključnu ulogu u podrijetlu različitih tipova stanica (kao što su kožne, mišićne ili živčane stanice) iz iste genetske izvorne stanice. Epigenetska regulacija aktivira ili deaktivira gene specifične za različite vrste stanica.

Okoliš i zdravlje

Istraživače sve više zanima kako okolišni čimbenici mogu utjecati na epigenom i utjecaj koji to ima na naše zdravlje. Utvrđeno je da pušenje, konzumacija alkohola, prehrana i stres mogu izazvati epigenetske promjene. Ove promjene mogu povećati rizik od određenih bolesti kao što su rak, bolesti srca i dijabetes.

Dobar primjer za to je utjecaj pušenja na ljudski genom. Nekoliko je studija pokazalo da pušači mogu imati značajnu metilaciju u određenim segmentima gena u usporedbi s nepušačima. Ovo može objasniti zašto pušači imaju veći rizik od raka pluća.

Osim toga, također je primijećeno da djeca majki s lošom prehranom tijekom trudnoće mogu pokazivati ​​dugoročne epigenetske promjene. Te su promjene povezane s povećanim rizikom od pretilosti ili metaboličkih poremećaja.

Često postavljana pitanja (FAQ)

1. Mogu li se epigenetske oznake mijenjati tijekom života?

Da! Na epigenetske oznake mogu utjecati vanjski utjecaji i mijenjati se tijekom života. Dobro poznati primjer je metilacija DNA, na koju mogu utjecati okolišni čimbenici poput pušenja ili prehrane.

2. Mogu li se epigenetske promjene naslijediti?

Da, epigenetske promjene mogu se prenositi generacijama. To se naziva "transgeneracijsko nasljeđe" i pokazalo se da se događa u nekim studijama na životinjama.

3. Možete li utjecati na svoje epigenetske oznake?

Iako još uvijek moramo puno naučiti o mogućnostima utjecaja na vlastite epigenetske oznake, postoje dokazi da određeni način života i prehrambeni izbori mogu utjecati.

Zaključak

Epigenetika je fascinantno polje genetike koje proučava utjecaj okoliša na naše gene. Kroz mehanizme kao što su metilacija DNK i modifikacije histona, epigeni se mogu mijenjati tijekom naših života, pa čak i prenositi generacijama. Te epigenetske promjene igraju važnu ulogu u razvoju organizama te u našem zdravlju i dobrobiti. Istraživanje veze između utjecaja okoliša i epigenoma nudi uzbudljive nove pristupe prevenciji i liječenju bolesti u budućnosti.