Wellcome Trust Centre for Cell Biology
University of Edinburgh
Michael Swann Building
Max Born Crescent
Edinburgh EH9 3BF, UK
University of Edinburgh
Michael Swann Building
Max Born Crescent
Edinburgh EH9 3BF, UK
Professor Adrian Bird
https://youtu.be/SHpfkNRscOc,
http://www.nutshell-videos.ed.ac.uk/adrian-bird-epigenetics/
Epigenom
Hi,
eu sunt antrenor de inot... si am remarcat ca
la unele popoare ('scoli nationale de inot') parca exista un fel de 'zestre
genetica' care mostenita, de la o generatie la alta, aduce un nivel cert de
progres in afirmare pe plan sportiv.
Asta seara la BBC/Eart, am prins ultima parte
a unui documentar care mi-a confirmat ca observatia mea este autentica si deloc
exagerata.
Americanii dar si altii cum ar fi
australienii, britonii, germanii si alte 'scoli europene de natatie'...., se
afirma parca mai usor decat inotatorii din tari in care inotul nu a avut o
raspandire de massa dealungul mai multor generatii.
Este posibil ca 'epigenomul mostenit’ de la
practicarea sistematica a inotului sa se manifeste prin acumulari vizibile dupa
1-2 generatii si astfel sa se explice permanentul progres sau afirmare a unor
'scoli nationale de inot' bine cunoscute de opinia publica…
2 feb. 2016, Bucharest. prof. Mircea Olaru
(scanave{a}yahoo.com)
epigenome
Hi,
I'm swimming coach ... and I noticed that some people
('national schools swimming') if there is some kind of 'genetic heritage' which
inherited from generation to generation, brings a certain level of progress in
affirmation sporting prowess.
That evening the BBC / Eart, I caught the last part of
a documentary that confirmed to me that my observation is authentic and not
exaggerated.
Americans but others such as Australians, Britons,
Germans and other 'European Swimming schools' .... it said seemed easier than
swimmers from countries where swimming had a massa spreading along several
generations.
It is possible that 'epigenome inherited from its
systematic practice is manifested in the swimming was visible after 1-2
generations and thus to explain the progress perms or affirmation of' national
schools swimming 'well known by the public opinion ...
February 2. 2016 Bucharest. prof. Mircea Olaru
(scanave {a} yahoo.com)
=====================
Epigenetica.
Începuturile (1)
de Adrian Bird
Publicat: 16 Ianuarie 2013
Accesări: 5024
Rezolvarea-misterului
Primele idei despre mecanismele de natură epigenetică şi-au făcut apariţia în comunitatea ştiinţifică în anii '70 şi '80. Cele mai multe implicau modificări chimice în cazul ADN-ului sau în cazul proteinelor implicate în împachetarea sa. Unele dintre aceste marcaje sau etichete chimice favorizează activitatea genelor, adică permit producerea proteinei unei gene, în timp ce altele au efectul opus, dezactivând activitatea unei gene.
Principalele metode de control a activităţii genelor se presupun a fi realizate prin intermediul factorilor de transcripţie, proteine care se lipesc de o secţiune de ADN din apropierea unei gene, cunoscută sub numele de regiune de control, pentru a o activa sau a o dezactiva. Modificările epigenetice par a fi complementare activităţii factorilor de transcripţie.
Primul exemplu descoperit a fost metilarea ADN-ului, care implică o mică subunitate chimică, denumită grup metil, care este adăugată ADN-ului. “Literele” codului ADN erau cunoscute a fi formate din 4 tipuri de baze azotate: adenina, citozina, guanina şi timina. Am ştiut pentru câteva decenii că ADN-ul conţine şi mici cantităţi dintr-o a cincea bază, citozina metilată, dar numai la sfârşitul anilor ’70 a devenit posibilă cartografierea locului din genom în care apărea această bază modificată.
A apărut astfel un tipar uimitor: metilarea ADN-ului apare în cea mai mare parte a genomului, dar este, de obicei, absentă în mod evident din regiunile de control ale genelor. Important este că, atunci când regiunea de control este metilată, gena nu poate fi activată şi este considerată a fi fost redusă la tăcere (proces de silenţiere a exprimării genice).
Metilarea unei regiuni de control a unei gene este folosită, de exemplu, pentru silenţierea unuia din cromozomii X ai femelei şi pentru a se asigura faptul că genele implicate în formarea spermei şi a ovulelor sunt dezactivate în restul corpului. La fel de important, tiparele de metilare a ADN-ului sunt copiate atunci când ADN-ul este replicat şi sunt astfel transmise de la celula mamă la celulele fiice în momentul în care o celulă se divide. Această capacitate de transmitere de la celulă la celulă ajută la explicarea motivului pentru care silenţierea genetică prin intermediul factorilor epigenetici este atât de stabilă de-a lungul timpului.
De unde vine numele de epigenetică?
Epigenetica este o ştiinţă tânără şi chiar şi semnificaţia cuvântului “epigenetică” este încă subiect de dezbatere. O opinie frecventă este că se referă la modificările care se pot moşteni din interiorul unei celule şi care nu implică modificări ale secvenţei de ADN. Accentul pus pe moştenire implică faptul că, pe lângă modificările chimice ale ADN-ului sau ale proteinelor implicate în împachetarea sa, această idee, de asemenea, se referă şi la secvenţele de ARN care activează sau dezactivează o genă, şi chiar şi la factorii de transcripţie. Chiar şi fenomenele ereditare care nu au nimic în comun cu ADN-ul ar putea fi incluse, cum ar fi prionii autoreplicanţi.
O definiţie alternativă se centrează pe modificările chimice ale ADN-ului şi ale proteinelor implicate în împachetarea sa, fie ereditare, fie nu.
Discuţiile asupra definiţiilor pot continua la nesfârşit. Până la urmă, noi nu trebuie să ne facem prea multe griji despre modul în care sunt denumite aceste procese biologice. Ceea ce avem cu adevărat nevoie este să cunoaştem modul în care interacţionează aceste sisteme complexe pentru a afecta activitatea genomului.
Descoperirea
Un adevăr extraordinar a ieşit la iveală în secolul 20 şi el exprimă faptul că informaţia biologică este depozitată, citită şi reprodusă sub forma ADN-ului. Genele noastre pot fi imaginate sub forma unor pachete de informaţii scrise sub forma unor secvenţe de baze azotate care codifică proteinele care îndeplinesc funcţiile necesare vieţii.
Termenul “epigenetică” se referă la o gama vastă de
mecanisme moleculare care afectează activitatea genică. ”Comutatoarele”
epigenetice activează sau dezactivează o genă. Ele produc efecte durabile care
pot persista după diviziunea celulară şi uneori chiar şi după reproducerea sexuală.
Proiectul genomului uman, chiar dacă a fost atât de ambiţios, s-a dovedit a fi
doar începutul unei aventuri de a înţelege modelul biologic al vieţii.
Privirile noastre se întorc acum către epigenom.
Primele indicii
În timpul anilor ’50 un vast set de principii care acopereau modul în care instrucţiunile vieţii sunt codificate şi transmise între generaţii, au început să apară din zona ştiinţei în formare numită genetică. Şi, totuşi, ereditatea nu părea a urma întotdeauna regulile. De exemplu, efectele unei gene care controlează culoarea seminţelor în cazul porumbului părea a dispărea câteodată, numai pentru a reapărea în cadrul unor generaţii mai târzii. Cum avea loc această apariţie şi dispariţie a influenţei unei gene?
Mai târziu în acelaşi deceniu, ceva similar a fost descoperit în cazul animalelor, fenomen care de această dată implica cromozomii sexuali. În cazul mamiferelor, masculii prezintă un cromozom X şi un cromozom Y, în timp ce femelele prezintă doi cromozomi X. Pentru a evita o doză dublă de gene cromozomiale X în cazul femelelor, un cromozom X este ales în mod aleatoriu din fiecare celulă a embrionului şi este dezactivat în mod permanent. Procesul inactivării cromozomului X are loc timpuriu în cadrul dezvoltării fetale şi este transmis în mod stabil în timpul mai multor diviziuni celulare, odată cu dezvoltarea fetală.
Acest proces este ilustrat de pisicile femele tortoiseshell (pisici cu zone de blană de diferite culori), în care o genă care codifică culoarea blănii este prezentă pe cromozomul X. Zonele lor distinctive de blană de diferite culori sunt un rezultat al zonelor de celule epiteliale care şi-au dezactivat unul sau altul dintre cromozomii X.
O versiune mai puţin evidentă de silenţiere genică, cunoscută sub numele de “imprimare”, a fost descoperită câţiva ani mai târziu. Genele sunt prezente în număr dublu în fiecare celulă a corpului – una de la fiecare dintre cei doi părinţi. Unele gene, totuşi, se comportă diferit în funcţie de părintele de la care provine.
Un exemplu clasic este gena responsabilă pentru molecula de semnalizare numită IGF2 sau factorul de creştere insulinostimulator 2, care favorizează dezvoltarea fetală. Gena IGF2 provenind de la tată este activată, în timp ce cea provenind de la mamă este dezactivată permanent.
Această "imprimare" pare a avea sens din punct de vedere evolutiv, taţii fiind mai interesaţi în a avea copii mai mari – mama având mai mult de câştigat dacă îşi conservă resursele pentru viitorii copii. Dar cum ar putea o genă “şti” că a fost moştenită de la mamă sau de la tată?
La începutul anilor ’80 oamenii de ştiinţă începeau să considere că acestea, precum şi alte descoperiri neobişnuite, făceau parte dintr-un model şi că puteau fi în fapt aspecte ale aceluiaşi fenomen. Fiecare dintre acestea implică modificări persistente ale activităţii genelor care nu implică mutaţii ale însăşi secvenţei de ADN.
ADN-ul este prezent încă în totalitate, dar o parte a acestuia este cumva oprită din funcţionarea normală de o influenţă care acţionează de dincolo de genetică, de unde şi termenul de “epigenetică”.
Unul dintre cele mai controversate aspecte ale epigeneticii este posibilitatea pe care o oferă mediului de a ne influenţa corpurile şi comportamentul, mai degrabă decât genele. Luaţi aminte, totuşi, că cele mai multe mecanisme epigenetice descoperite până în prezent răspund la constrângeri care sunt interne organismului mai degrabă decât externe, incluzând aici inactivarea cromozomului X, imprimarea genică şi regularizarea exprimării genice în perioada pe care o petrecem în uter. În fapt, există dovezi recente care exprimă faptul că determinantul major al modelelor iniţiale de metilare a ADN-ului este însăşi secvenţa de ADN – sugerând faptul că genele noastre au, până la urmă, ultimul cuvânt.
În unele cazuri, totuşi, mediul a fost cel responsabil pentru influenţarea modelelor de metilare a ADN-ului. Cel mai bun exemplu implică efectul dietei asupra unui tip de şoarece cu o culoare neobişnuită numit agouti. În mod normal, puii acestui tip de şoarece prezintă o culoare a blănii care variază de la galben la maro închis, mulţumită genei “agouti”. Dar dacă mama însărcinată este hrănită cu o dietă bogată în anumite vitamine şi aminoacizi care sunt bogaţi în grupuri metil, ea dă naştere unor pui de un maro mult mai închis.
Sensibilitatea înaltă a genei “agouti” la metilare este datorată unor “transpozoni” vecini; aceştia sunt secvenţe scurte de ADN care pot fi găsiţi distribuiţi în mod aleatoriu în cadrul genomului nostru. Atunci când gradul de metilare este redus, transpozonul pune în mişcare niveluri neobişnuite de agouti, care duc la apariţia unor şoareci galbeni. Creşterea artificială a gradului de metilare, pe de altă parte, dezactivează transpozonii, ducând la apariţia unor şoareci maro. În timp ce dieta bogată în metil produce o creştere modestă a gradului de metilare a ADN-ului în cadrul întregului genom, numai transpozonul de lângă agouti pare a fi hipersenzitiv la această creştere.
Deci pot manifestările din mediu să afecteze sistemele genetice într-un cadru mai natural? Noi cunoaştem faptul că condiţiile prezente în timpul sarcinii, incluzând aici dieta maternă, au consecinţe de lungă durată în ceea ce priveşte sănătatea urmaşilor până la vârsta adultă. De exemplu, oamenii ale căror mame au fost subnutrite în timpul sarcinii au mai multe şanse de a suferi de boli de inimă şi diabet atunci când devin adulţi. Mecanismele epigenetice ar putea juca un rol în acest caz, deşi dovezile dobândite până în prezent sunt neconcludente.
Unii consideră că efectele de acest tip sunt adaptive din punct de vedere evolutiv; metabolismul urmaşului este pregătit pentru o lume în care existenţa este una dificilă, iar caloriile în exces trebuie să fie depozitate. Desigur, dacă existenţa se dovedeşte a fi una uşoară, acest proces ar deveni unul contraproductiv.
Într-un exemplu frapant, puii de şobolan care sunt neglijaţi de mamele lor în cuib, la maturitate devin nişte adulţi timizi şi sperioşi. Există dovezi care arată faptul că acest lucru este obţinut prin metilarea ADN-ului în cazul unei gene responsabile de răspunsul la stres.
Se consideră că metilarea "dă mai încet” gena respectivă, ducând la o anxietate permanentă. Conform teoriei adaptabilităţii evolutive, acest proces pregăteşte şoarecii pentru un mediu dificil, crescându-le aversiunea faţă de riscuri.
Poate chiar şi mai controversat, un studiu a sugerat efecte profunde similare în cazul oamenilor. Această concluzie a fost obţinută datorită analizelor post-mortem ale victimelor suicidului care au fost abuzate în timpul copilăriei. Autorii au propus ideea că abuzul a crescut gradul de metilare a genei de răspuns la stres a oamenilor, ducând astfel la consecinţe adverse de-a lungul întregii vieţi. Totuşi, studiul a fost unul de mică anvergură şi efectele destul de slabe, aşadar este încă devreme pentru a trage concluzii certe.
Primele indicii
În timpul anilor ’50 un vast set de principii care acopereau modul în care instrucţiunile vieţii sunt codificate şi transmise între generaţii, au început să apară din zona ştiinţei în formare numită genetică. Şi, totuşi, ereditatea nu părea a urma întotdeauna regulile. De exemplu, efectele unei gene care controlează culoarea seminţelor în cazul porumbului părea a dispărea câteodată, numai pentru a reapărea în cadrul unor generaţii mai târzii. Cum avea loc această apariţie şi dispariţie a influenţei unei gene?
Mai târziu în acelaşi deceniu, ceva similar a fost descoperit în cazul animalelor, fenomen care de această dată implica cromozomii sexuali. În cazul mamiferelor, masculii prezintă un cromozom X şi un cromozom Y, în timp ce femelele prezintă doi cromozomi X. Pentru a evita o doză dublă de gene cromozomiale X în cazul femelelor, un cromozom X este ales în mod aleatoriu din fiecare celulă a embrionului şi este dezactivat în mod permanent. Procesul inactivării cromozomului X are loc timpuriu în cadrul dezvoltării fetale şi este transmis în mod stabil în timpul mai multor diviziuni celulare, odată cu dezvoltarea fetală.
Acest proces este ilustrat de pisicile femele tortoiseshell (pisici cu zone de blană de diferite culori), în care o genă care codifică culoarea blănii este prezentă pe cromozomul X. Zonele lor distinctive de blană de diferite culori sunt un rezultat al zonelor de celule epiteliale care şi-au dezactivat unul sau altul dintre cromozomii X.
O versiune mai puţin evidentă de silenţiere genică, cunoscută sub numele de “imprimare”, a fost descoperită câţiva ani mai târziu. Genele sunt prezente în număr dublu în fiecare celulă a corpului – una de la fiecare dintre cei doi părinţi. Unele gene, totuşi, se comportă diferit în funcţie de părintele de la care provine.
Un exemplu clasic este gena responsabilă pentru molecula de semnalizare numită IGF2 sau factorul de creştere insulinostimulator 2, care favorizează dezvoltarea fetală. Gena IGF2 provenind de la tată este activată, în timp ce cea provenind de la mamă este dezactivată permanent.
Această "imprimare" pare a avea sens din punct de vedere evolutiv, taţii fiind mai interesaţi în a avea copii mai mari – mama având mai mult de câştigat dacă îşi conservă resursele pentru viitorii copii. Dar cum ar putea o genă “şti” că a fost moştenită de la mamă sau de la tată?
La începutul anilor ’80 oamenii de ştiinţă începeau să considere că acestea, precum şi alte descoperiri neobişnuite, făceau parte dintr-un model şi că puteau fi în fapt aspecte ale aceluiaşi fenomen. Fiecare dintre acestea implică modificări persistente ale activităţii genelor care nu implică mutaţii ale însăşi secvenţei de ADN.
ADN-ul este prezent încă în totalitate, dar o parte a acestuia este cumva oprită din funcţionarea normală de o influenţă care acţionează de dincolo de genetică, de unde şi termenul de “epigenetică”.
Unul dintre cele mai controversate aspecte ale epigeneticii este posibilitatea pe care o oferă mediului de a ne influenţa corpurile şi comportamentul, mai degrabă decât genele. Luaţi aminte, totuşi, că cele mai multe mecanisme epigenetice descoperite până în prezent răspund la constrângeri care sunt interne organismului mai degrabă decât externe, incluzând aici inactivarea cromozomului X, imprimarea genică şi regularizarea exprimării genice în perioada pe care o petrecem în uter. În fapt, există dovezi recente care exprimă faptul că determinantul major al modelelor iniţiale de metilare a ADN-ului este însăşi secvenţa de ADN – sugerând faptul că genele noastre au, până la urmă, ultimul cuvânt.
În unele cazuri, totuşi, mediul a fost cel responsabil pentru influenţarea modelelor de metilare a ADN-ului. Cel mai bun exemplu implică efectul dietei asupra unui tip de şoarece cu o culoare neobişnuită numit agouti. În mod normal, puii acestui tip de şoarece prezintă o culoare a blănii care variază de la galben la maro închis, mulţumită genei “agouti”. Dar dacă mama însărcinată este hrănită cu o dietă bogată în anumite vitamine şi aminoacizi care sunt bogaţi în grupuri metil, ea dă naştere unor pui de un maro mult mai închis.
Sensibilitatea înaltă a genei “agouti” la metilare este datorată unor “transpozoni” vecini; aceştia sunt secvenţe scurte de ADN care pot fi găsiţi distribuiţi în mod aleatoriu în cadrul genomului nostru. Atunci când gradul de metilare este redus, transpozonul pune în mişcare niveluri neobişnuite de agouti, care duc la apariţia unor şoareci galbeni. Creşterea artificială a gradului de metilare, pe de altă parte, dezactivează transpozonii, ducând la apariţia unor şoareci maro. În timp ce dieta bogată în metil produce o creştere modestă a gradului de metilare a ADN-ului în cadrul întregului genom, numai transpozonul de lângă agouti pare a fi hipersenzitiv la această creştere.
Deci pot manifestările din mediu să afecteze sistemele genetice într-un cadru mai natural? Noi cunoaştem faptul că condiţiile prezente în timpul sarcinii, incluzând aici dieta maternă, au consecinţe de lungă durată în ceea ce priveşte sănătatea urmaşilor până la vârsta adultă. De exemplu, oamenii ale căror mame au fost subnutrite în timpul sarcinii au mai multe şanse de a suferi de boli de inimă şi diabet atunci când devin adulţi. Mecanismele epigenetice ar putea juca un rol în acest caz, deşi dovezile dobândite până în prezent sunt neconcludente.
Unii consideră că efectele de acest tip sunt adaptive din punct de vedere evolutiv; metabolismul urmaşului este pregătit pentru o lume în care existenţa este una dificilă, iar caloriile în exces trebuie să fie depozitate. Desigur, dacă existenţa se dovedeşte a fi una uşoară, acest proces ar deveni unul contraproductiv.
Într-un exemplu frapant, puii de şobolan care sunt neglijaţi de mamele lor în cuib, la maturitate devin nişte adulţi timizi şi sperioşi. Există dovezi care arată faptul că acest lucru este obţinut prin metilarea ADN-ului în cazul unei gene responsabile de răspunsul la stres.
Se consideră că metilarea "dă mai încet” gena respectivă, ducând la o anxietate permanentă. Conform teoriei adaptabilităţii evolutive, acest proces pregăteşte şoarecii pentru un mediu dificil, crescându-le aversiunea faţă de riscuri.
Poate chiar şi mai controversat, un studiu a sugerat efecte profunde similare în cazul oamenilor. Această concluzie a fost obţinută datorită analizelor post-mortem ale victimelor suicidului care au fost abuzate în timpul copilăriei. Autorii au propus ideea că abuzul a crescut gradul de metilare a genei de răspuns la stres a oamenilor, ducând astfel la consecinţe adverse de-a lungul întregii vieţi. Totuşi, studiul a fost unul de mică anvergură şi efectele destul de slabe, aşadar este încă devreme pentru a trage concluzii certe.
==============
Un
fenomen omniprezent (2)
de Adrian Bird
Publicat: 16 Ianuarie 2013
Accesări: 2726
Mecanismele sunt implicate şi în dezvoltarea noastră în uter precum şi în reglarea de zi cu zi a genelor noastre.
În fapt, aproape orice lucru realizat de ADN – incluzând aici producerea de proteine, replicarea ADN-ului înainte de diviziunea celulară, precum şi repararea avariilor din ADN – implică sisteme epigenetice de acest fel. Aceste mecanisme oferă şi o posibilă unealtă lumii în care trăim, unealtă prin intermediul căreia mediul să ne influenţeze genele, ducând astfel la renaşterea vechii dezbateri asupra problematicii de tipul “natură sau educaţie”.
Cum funcţionează?
Metilarea ADN-ului a fost primul mecanism epigenetic care a fost descoperit, în timpul anilor ’70, dar de atunci o gamă largă de alte astfel de modificări chimice au devenit evidente. În loc de a modifica ADN-ul însuşi, multe acţionează prin intermediul proteinelor asociate, numite histone.
Proteinele histone ajută la împachetarea ADN-ului tuturor formelor de viaţă complexe, incluzând aici animalele, plantele şi fungii, dar excluzând bacteriile. Acest mecanism este asemănător unor mărgele aşezate pe o sârmă, cu excepţia faptului că ADN-ul este înfăşurat în exteriorul roiului de proteine histone, mai degrabă decât să treacă printr-o gaură din mijloc. Şi mai important, histonele prezintă cozi moleculare proeminente care oferă multe spaţii posibile pentru modificări chimice.
Pe lângă ADN, histonelor le pot fi adăugate grupuri metil, dar şi alte unităţi chimice, incluzând aici grupuri fosfat, grupuri acetil şi chiar şi proteine mici, cum ar fi ubicuitina. În timp ce metilarea ADN dezactivează genele, metilarea histonelor poate activa sau dezactiva activitatea genelor, în funcţie de locul de pe coada moleculară unde este adăugat grupul metil. Acetilarea histonelor, pe de altă parte, aproape de fiecare dată are rol în activarea genelor. Per total, aproape 50 de tipuri diferite de modificări au fost identificate, multe dintre ele fiind încă în curs de decodificare.
Cum îşi exercită efectele aceste modificări chimice? Pentru ca o genă să fie activă şi să-şi producă proteina, o serie de enzime producătoare trebuie să se unească cu ADN-ul astfel încât să fie capabile să producă o moleculă intermediară denumită ARN mesager. Unele modificări epigenetice fac ca ADN-ul să devină mult mai spiralat şi astfel să devină inaccesibil, oprind astfel enzimele de la unirea cu acesta – dezactivând gena, cu alte cuvinte. Modificările care activează o genă fac ca ADN-ul să se deschidă din punct de vedere fizic astfel încât enzimele producătoare să se poată uni cu acesta.
Ce este epigenomul?
Videoclip realizat de Universitatea Statului Utah
Aceste sisteme epigenetice sunt gestionate de proteine clasificate ca scriitori, ştergători sau cititori. Scriitorii sunt enzimele care ataşează marcaje chimice, în timp ce ştergătorii, după cum arată şi numele lor, le şterg. Iar cititorii interpretează marcajele prin unirea cu locul desemnat şi produc activarea sau dezactivarea genei. Pentru fiecare tip de marcaj epigenetic – metilare, fosforilare şi aşa mai departe – există un set specific de proteine care scriu, citesc sau şterg acel marcaj.
De-a lungul generaţiilor
Pot fi transmise caracteristicile epigenetice la urmaşii unui organism? În cazul plantelor, răspunsul este un da hotărât. O formă particulară a florii regăsită în cazul unor plante de linariţă este transmisă în mod fidel între generaţii şi totuşi nu pare a implica nicio diferenţă în secvenţa ADN. Această formă a florii, care a fost cunoscută pentru mai bine de 200 de ani, se dovedeşte a fi produsă de silenţierea unei gene prin procesul de metilare ADN.
Dovezi ale efectelor transgeneraţionale în cazul animalelor sunt destul de rare, dar totuşi există. Să luăm ca exemplu şoarecii agouti descrişi în articolul anterior al seriei, a căror culoare a blănii variază de la galben până la maro, depinzând de gradul de metilare a genei responsabile de pigmentare. Încrucişarea a doi şoareci de aceeaşi culoare generează încă o dată întreaga gamă de culori a blănii, sugerând faptul că marcajele epigenetice nu sunt transmise cu siguranţă urmaşilor. Dar o analiză atentă arată că părinţii cu o culoare a blănii galbenă au pui cu o culoare a blănii care prezintă o intensitate mai accentuată a culorii galbene decât media, sugerând o tendinţă redusă a acestei caracteristici epigenetice de a fi transmisă mai departe, deşi efectul este pierdut în cazul generaţiilor de mai târziu.
Acelaşi model poate fi observat în cazul altei gene prezente la şoareci care generează o coadă răsucită. Concluzia acestor studii amănunţite asupra şoarecilor este că moştenirea epigenetică există, dar se caracterizează prin a fi un efect de intensitate redusă care este pierdut după o generaţie.
Deci ce putem spune despre oameni? Este posibil ca consecinţele epigenetice ale foametei, neglijării sau bolilor să fie moştenite de-a lungul generaţiilor umane? Un studiu a arătat faptul ca oamenii care au avut un bunic care a trecut printr-o foamete în timpul adolescenţei au murit mai devreme, în medie, dacă erau de acelaşi sex cu bunicul înfometat. Implicaţia acestui fapt este că experienţa foametei a modificat epigenomul şi că acest efect a fost transmis în mod fidel de-a lungul a două generaţii pentru a compromite sănătatea nepoţilor. Studiile de acest tip sunt statistice şi retrospective, aşa că este greu să investighezi ceea ce are loc la nivel molecular. În plus, este dificil să elimini posibilitatea ca aceste efecte să fi fost transmise prin cultură, mai degrabă decât prin epigenetică. Cartografierea pe scară largă a epigenomului uman în relaţie cu experienţa şi boala este în curs de desfăşurare şi ar putea ajuta la rezolvarea acestei dispute.
Posibilitatea ca trăsăturile care sunt obţinute în timpul vieţii unui individ să fie memorate epigenetic şi apoi transmise următoarei generaţii a condus la renaşterea unor capitole din acum discreditata teorie a evoluţiei cunoscută sub numele de Lamarckism. Punctul de vedere consensual, sprijinit de un munte de dovezi, este încă acela care spune că evoluţia are loc prin selecţia naturală a variantelor genetice care apar prin accident. Totuşi, mecanismele epigenetice ar putea juca un rol evolutiv minor.
===================
Epigenetica
şi boala (3)
de Adrian Bird
Publicat: 16 Ianuarie 2013
Accesări: 2604
Având în vedere faptul că schimbările epigenetice ale
genelor pot fi profunde şi durabile, acestea au şanse mari de a fi implicate în
bolile umane. Până acum, programarea epigenetică defectuoasă a fost implicată
în unele afecţiuni congenitale şi în anumite tipuri de cancer. Dar juriul încă
nu a stabilit cu siguranţă dacă predispoziţia epigenetică la boli poate fi
transmisă generaţiilor ulterioare.
Epigenetica şi boala
O boală pur epigenetică ar putea fi aceea în care epigenomul este alterat fără o modificare concomitentă a secvenţelor de ADN. În practică este dificil de dovedit că mutaţiile în ADN nu au jucat şi ele un rol, dar unele afecţiuni ar putea fi pur epigenetice. De exemplu, o afecţiune congenitală cunoscută sub numele de sindromul Beckwith-Wiederman implică proasta funcţionare a unei gene care se ocupă de codificarea unei molecule semnalizatoare numită IGF2, care stimulează creşterea fătului (mai multe detalii în prima parte a seriei). Copia acestei gene care provine de la tată este activată în mod normal, în timp ce copia provenind de la mamă este dezactivata, sau “imprimată”, prin metilarea ADN-ului. Atunci când gena maternă nu este dezactivată în mod corect, prezenţa unei cantităţi prea mari de IGF2 duce la dezvoltarea unui fetus anormal de mare, la malformaţii congenitale şi apariţia de tumori în timpul copilăriei. În multe cazuri nu pot fi detectate mutaţii în secvenţa de ADN şi riscul recurenţei în familiile afectate este mai redus decât ar fi de aşteptat dacă o mutaţie genetică reală ar fi fost implicată. Unele cazuri de sindrom Beckwith-Wiedemann ar putea avea astfel o origine epigenetică.
Tehnologiile de asistare a reproducerii cum ar fi fertilizarea in vitro par a creşte uşor şansele de apariţie a sindromului Beckwith-Wiedermann şi a altor afecţiuni de imprimare (vezi prima parte a seriei pentru noţiunea de "imprimare"). Există, de asemenea, o rată mai mare a unor astfel de anormalităţi în cazul animalelor clonate. Aceasta sugerează faptul că ar putea exista perioade critice în cadrul dezvoltării embrionare în care un mediu alterat poate cauza erori epigenetice.
Disfuncţionalitatea epigenetică este, de asemenea, implicată în una din cele mai comune cauze ale deceselor din Occident: cancerul. Tumorile apar atunci când celulele sunt eliberate de sub acţiunea unor constrângeri care în mod normal le opresc din diviziunea de producere a celulelor fiică. În schimb, ele proliferează şi formează tumori. Există dovezi abundente care sugerează faptul că cauzele primare ale acestei ieşiri de sub control sunt mutaţiile genetice, dar de mai mulţi ani se cunoaşte faptul că metilarea ADN poate duce la cancer.
Într-adevăr, uneori, schimbările epigenetice sunt suspectate a fi cauza primară a unei tumori. De exemplu, gena MLH1, a cărei proteina este necesară pentru a repara avariile din ADN, suferă mutaţii care duc la cancerul de colon. Dar poate fi regăsită uneori dezactivată numai de metilarea ADN, fără prezenţa unei mutaţii aparente. Medicamentele care anulează acţiunea metilării ADN reactivează acţiunea genei MLH1 din celulele canceroase, sugerând faptul că nu este nimic greşit în mod intrinsec cu gena exceptând faptul că a fost dezactivată epigenetic.
În plus, unele mutaţii din ADN, generatoare de cancer, îşi exercită efectele prin modificări epigenetice secundare: există o lista în continuă dezvoltare a mutaţiilor canceroase care alterează maşinăria epigenetică (aceştia fiind cititorii, scriitorii şi ştergătorii descrişi anterior). De exemplu, multe dintre cazurile de cancer mieloid – care afectează celulele sanguine – prezintă mutaţii ale unei gene numite TET2. Această genă codifică o proteină care converteşte grupul metil din ADN într-un grup hidroximetil, care conduce ulterior la pierderea grupului metil, prevenind astfel dezactivarea inadecvată a genei. În schimb, în absenţa genei TET2, nivelul de metilare creşte prea mult, conducând la dezactivarea unor gene critice.
Poate cea mai bună dovadă a importanţei epigeneticii în cazul cancerului este faptul că medicamentele care au ca ţintă procesele epigenetice pot fi agenţi anticancer eficienţi. De exemplu, medicamentul cu rol în demetilare numit decitabină este folosit cu succes în tratarea unor forme severe de leucemie, iar medicamentele care inhibă activitatea enzimelor care şterg grupurile acetil din histone sunt, de asemenea, folosite în cadrul clinicilor.
Ar putea fi de aşteptat ca perturbarea marcajelor epigenetice prezente în întregul corp în acest mod ar rezulta în efecte secundare profunde. În practică, celulele tumorale sunt de obicei omorâte la doze care sunt relativ non-toxice, sugerând faptul că disfuncţiile epigenetice reprezintă călcâiul lui Ahile al unor anumite tipuri de cancer. Având în vedere aşteptata apariţie a mai multor astfel de medicamente epigenetice, aceasta reprezintă cu siguranţă o abordare promiţătoare pentru terapia anticancer.
Există şi alte boli cu influenţe epigenetice care aşteaptă să fie descoperite? Ar trebui să aflăm în câţiva ani, având în vedere faptul că proiectele de cartografiere pe scară largă a epigenomului care au scopul de a răspunde la această întrebare sunt în curs de desfăşurare.
Epigenetica.
Ce mai avem de aflat (4)
de Adrian Bird
Publicat: 18 Ianuarie 2013
Accesări: 2207
Epigenetica a devenit un cuvânt la modă, folosit în afara
domeniului biologiei de sociologi, psihiatri şi chiar politicieni. Este
câteodată descrisă ca fiind o nouă ştiinţă care completează genetica şi
înlocuieşte vechea perspectivă în care oamenii sunt controlaţi de propriul
genom.
În conformitate cu această paradigmă, spre deosebire de
secvenţa de ADN, cu care suntem "condamnaţi" să rămânem pe viaţă,
marcajele epigenetice pot fi, în principiu, inversate, şi este posibil să ne
imaginam modurile în care noi le-am putea influenţa medicamentos sau chiar prin
experienţe de viaţă potrivite.
Aceste idei sunt foarte atractive, dar dovezile din spatele lor sunt încă neconcludente, iar testarea riguroasă trebuie să fie o prioritate de top. Luând în considerare dovezile pe care le deţinem, eu prefer ideea mai puţin strălucitoare care prezintă faptul că marcajele epigenetice sunt în primul rând mediatori care consolidează caracteristicile deja existente ale activităţii genelor. În acest mod, dacă ei nu activează sau dezactivează genele – alte mecanisme o fac, cum ar fi factorii de transcripţie, prin unirea cu regiunile de control ale genelor. În schimb, mecanismele epigenetice au ca scop principal consolidarea status quo-ului, prin aceasta intensificând folosirea eficientă a genomului. La un nivel de bază, genele deja active sunt “lubrificate” pentru a fi ajutate în exprimare, în timp ce gene deja tăcute sunt oprite ermetic. Dacă mediul nostru de viaţă comunică într-adevăr cu epigenomul, el ar putea face aceasta prin afectarea, mai întâi, a factorilor de transcripţie, schimbările în epigenom fiind consecinţe secundare care blochează decizia anterioară.
Indiferent dacă acest lucru este adevărat sau nu, deja ştim destule pentru a fi încrezători în faptul că mecanismele epigenetice, după definiţia oricui, prezintă o mare importanţă biomedicală. Având în vedere că medicamentele epigenetice au început să apară pe piaţă, multe altele fiind în dezvoltare, vom învăţa care sunt consecinţele modificării eficienţei genomului în cadrul întregului corp.
Perspectiva interesantă este generată de faptul că, pentru următorul deceniu, aceste noi abordări vor fi aplicate unei game largi de boli, permiţându-ne astfel să îndeplinim promisiunea epigeneticii.
======================================
Aceste idei sunt foarte atractive, dar dovezile din spatele lor sunt încă neconcludente, iar testarea riguroasă trebuie să fie o prioritate de top. Luând în considerare dovezile pe care le deţinem, eu prefer ideea mai puţin strălucitoare care prezintă faptul că marcajele epigenetice sunt în primul rând mediatori care consolidează caracteristicile deja existente ale activităţii genelor. În acest mod, dacă ei nu activează sau dezactivează genele – alte mecanisme o fac, cum ar fi factorii de transcripţie, prin unirea cu regiunile de control ale genelor. În schimb, mecanismele epigenetice au ca scop principal consolidarea status quo-ului, prin aceasta intensificând folosirea eficientă a genomului. La un nivel de bază, genele deja active sunt “lubrificate” pentru a fi ajutate în exprimare, în timp ce gene deja tăcute sunt oprite ermetic. Dacă mediul nostru de viaţă comunică într-adevăr cu epigenomul, el ar putea face aceasta prin afectarea, mai întâi, a factorilor de transcripţie, schimbările în epigenom fiind consecinţe secundare care blochează decizia anterioară.
Indiferent dacă acest lucru este adevărat sau nu, deja ştim destule pentru a fi încrezători în faptul că mecanismele epigenetice, după definiţia oricui, prezintă o mare importanţă biomedicală. Având în vedere că medicamentele epigenetice au început să apară pe piaţă, multe altele fiind în dezvoltare, vom învăţa care sunt consecinţele modificării eficienţei genomului în cadrul întregului corp.
Perspectiva interesantă este generată de faptul că, pentru următorul deceniu, aceste noi abordări vor fi aplicate unei game largi de boli, permiţându-ne astfel să îndeplinim promisiunea epigeneticii.
======================================
TELEGONIA - o teorie A B S O L U T naucitoare !!!
Telegonia este o teorie, demonstrata cu ajutorul geneticii, care sustine ca primul partener sexual din viata unei femei este tatal genetic al copiilor sai. De aici reiese ideea ca, indiferent de barbatul cu care o femeie face copii, tatal biologic de drept este primul partener din viata acesteia, ba, mai mult fiecare, partener sexual contribuie la dezvoltarea structurii ADN-ului ai copiilor sai. Lasand la o parte dramele in care femeile sunt parasite de soti pentru ca odraslele nu seamana cu ei, chiar daca ele nu au intretinut relatii sexuale cu niciun alt barbat, telegonia are dovezi certe, expuse de biologul si filosoful francez Felix Le Dantec.
Exemplul cel mai concludent este atunci cand s-a incercat imperecherea unei iepe pursange cu un mascul de zebra. Bineinteles ca nu a rezultat nimic, pentru ca genomurile celor doua specii sunt incompatibile, dar, mai tarziu, cand aceeasi iapa a fost imperecheata cu un cal, spre surprinderea tuturor, manjii au iesit vargati! Aceasta intamplare a fost punctul de pornire al teoriei telegoniei.
Cromozomii au capacitatea de a memora informatie nu doar pe cale materiala, ci si pe cale ondulatorie, prin undele emise de molecule si de atomi. Cercetarile au aratat ca intr-o iapa in care au ajuns spermatozoizii unei zebre, au ramas o vreme acolo, apoi s-au ventilat. Ramasi sub forma de corpusculi ondulatorii, de unde, de informatii care raman in memoria celulelor, acestia ies la iveala mai tarziu. In mod identic stau lucrurile si in genetica umana.
Un alt caz aparent straniu a fost explicat de geneticienii care au asistat la venirea pe lume a unui copil negru rezultat dintr-un cuplu de albi. Pentru ca primul iubit al mamei fusese de culoare, informatia genetica ramasa intacta a influentat structura genetica al copilului, chiar daca acesta a fost conceput cu un alb.
Telegonia este o realitate, chiar daca ne place sau nu, iar corpul uman se supune unor legi stricte din punct de vedere genetic. Biologii moderni gasesc o posibila explicatie a fenomenului telegoniei prin "allele", o secventa reprezentata de pozitia ocupata de un numar din codul ADN in cromozom. Aceste secvente de ADN alcatuiesc codul unei gene, iar un set de "allele" dau genotipul individual.
Mai explicit si mai pe scurt, primul barbat din viata unei femei poate avea niste secvente dominante care sa se "lipeasca" de secvente din cromozomii femeii, producand un efect mai tarziu.
"Al lele", cum se pronunta conform dictionarului Encarta, posibil de origine protolatina, seamana al naibii de mult cu vorba romaneasca straveche "al lelei", cand este vorba despre un copil cu tata incert.
In concluzie, telegonia cauta sa demonstreze ca pastrarea virginitatii pana la casatorie, nu e doar un principiu moral, ci si genetic. Informatiile genetice dezordonate, introduse in viitoarea mama odata cu sperma straina, mai devreme sau mai tarziu determina degrafarea zestrei genetice a fatului, care se naste cu o multime de afectiuni. Aceasta este cauza pentru care in ziua de astazi copiii nu mai sunt la fel de sanatosi ca in trecut. Femeile intretin foarte multe relatii sexuale cu parteneri diferiti pana sa nasca copii, iar informatiile genetice pozitive, dar si negative, raman in interiorul mamei, influentand dezvoltarea fatului si, implicit, al copilului.
