Mi az az epigenetika pontosan? Hol találhatok róla megbízható forrást?

Az epigenetika összefoglaló neve minden olyan genetikai változásnak, ami nem jár a DNS bázissorrendjének a megvltozásával, hanem a DNS visszafordítható módosításainak a következménye ( [link] ). Ettől "epigentika" vagyis a géneken kívüli hatások összessége.

Egyértelműen tudomány, az ahogyan a kutató biológusok művelik, ennek az eredményeit általában szaklapokban közlik le, nyilván találsz a világhálón nagy hülyeségeket is, az epigenetikus diéta valószínűleg nagy marhaság.

Maga a jelenség eléggé jól feltárt: Ugye minden sejtünk egyetlen megtermékenyített petesejtből jött létre osztódással, tehát nyilván valahogyan különbségek kellenek hogy kialakuljanak egy sejt azonos genomot hordozó leánysejtjei között ahhoz, hogy a végén az egyikből bélhámsejt legyen, a másikból idegsejt. Na erre ismertek működő rendszerek. Például ha egy gén területén a DNS metilálódik, vagyis bizonyos bázisokra metilcsoportokat illeszt egy erre szolgáló enzim, az bizony onnantól nem fog kifejeződni. Ráadásul ezt a mintázatot valamilyen rendszer le is másolja, a sejt leánysejtjeiben is így marad, ott is metilálódik ugyanaz a genomi szakasz.

Ugyanígy génexpressziós változásokat okoz az is, ha a hisztonfehérjék (azok a fehérjedobok, amikre a DNS föltekeredik) mindenféle módosításokat szenvednek, ha acetilálódnak egy bizonyos aminosavnál, akkor az aktiválja a génexpressziót. Ezt hívják hiszton kódnak is: [link]

Igen, a genetikai változások a DNS bázissorendjének változásai. Ezért az epigenetikaiak mindazok a változások, amelyek során a DNS bázissorrendje nem módosul.

Egyetlen meghatározást írtam csak.

"de mire való hatások"

Általában az adott gén kifejeződését módosítják. Egy gén hiába található meg a genomban, ha az adott sejtben nem fejeződik ki, olyan, mintha nem is lenne. Például egy idegsejt nem termel véralvadási faktorokat, egy májsejt pedig igen, holott mindkettő genomjában ott vannak a véralvadási faktorokat kódoló gének. Nyilván az idegsejtben ezeket valami kikapcsolt állapotban tartja, a májsejtben meg nem. Ha nem így lenne, nem tudna működni a szervezeted, mert minden sejt mindent termelne folyamatosan.

A másik dolog a differenciálódás. Nyilván minden sejted ugyanannak a sejtnek a leszármazottja, mégis egy idegsejt meg egy májsejt tökéletesen különbözik egymástól, teljesen másképp néznek ki, mást csinálnak, holott a genomjuk azonos. Elég nagy zavart okozna, ha egy májsejt egyszer csak fogná magát és idegsejtként kezdene viselkedni vagy egy idegsejt kezdene epét termelni. Éppen ezért a szervezetben található különböző sejtek mindenféle differenciálódási lépéseken esnek át, amik rendszerint nem visszafordíthatóak. Vagyis ha egy sejt egyszer az extodermába kerül egy nagyon fiatal embrióban, akkor abban olyan változások zajlanak le, amik után őbelőle már nem lesz soha endoderma. Ebben az esetben a májsejtek valamikor az endodermából származnak, az idegsejtek meg az ektodermából, már nagyon hamar elkülönülnek egymástól és egy csomó mechanizmus biztosítja, hogy ez így is maradjon, ne "felejtsék el", hogy ők már egyszer az endodermába/ektodermába kerültek, holott a genomjuk nem változik, tehát elméletileg egy idegsejt is el tudná látni egy májsejt feladatait és fordítva.

Ez a "csomó mechanizmus" amit epigenetikának nevezünk. Már mutattam példákat, egyszerűen úgy lehet elképzelni, hogy amikor egy sejt az endodermába kerül, akkor fogja és kikapcsolja azokat a génjeit, amik többé nem kellenek már neki, így már nem fog véletlenül sejtsorsot váltani és nem lesz a májsejtből idegsejt. Erre a kikapcsolásra ismerünk egy csomó módszert, az egyik, amit már említettem a metiláció, egyszerűen egy metilcsoport hozzáadásával megjelöli a sejt a kikapcsolni szándékozott gént, aztán ezt különböző fehérjék (pl. Polycomb) felismerik, odagyűlnek a gént tartalmazó genomi szakaszra és hozzáférhetetlenné teszik például a DNS függő RNS polimeráznak, vagyis hiába van ott a genomban fizikailag a gén, megvan ez a DNS szakasz, ott a genetikai információ, nem fog többé kifejezeődni, mert a sejt egyszer megjelölte és ez a jelölés valahogyan lemásolódik a sejtosztódáskor, így az utódsejtjei is tudni fogják, hogy "ezt egyszer kikapcsoltuk, tartsuk is úgy".

Ezt régen úgy hívták, hogy heterokromatin meg eukromatin, ugyanis ha Giemsa festést végzel egy sejten, a kromoszómák különböző szakaszai különbözőképpen festődnek. A szorosan csomagolt, nem működő, vagyis kikapcsolt DNS sötéten, a lazábban csomagolt, működő DNS világosabban. Ezt a különbséget már régen látták, csak nehéz volt összekapcsolni a hagyományos genetikával. De mutatok erre egy példát: Az In(1)wm4h egy ecetmuslica mutáció. A kromoszómákon a centromer az a hely, ahová a sejtosztódáskor összeszerelődő húzófonalak kapcsolódnak. Éppen ezért a centromer közelében a DNS szorosan becsomagolt, tömör heterokromatin formában található, ez valószínűleg azért szükséges, hogy megfelelően szilárd legyen a kromoszóma, kibírja a sejtosztódáskor ébredő erőket. Ennek a heterokromatin régiónak a kiterjedése egy egyeden belül is változhat kis mértékben, a pontos határai egyes sejtekben különböző helyeken találhatóak. Ez a mutáció egy inverzió, azaz az X kromoszóma egy szakasza letört a kromoszómáról és fordított állásban forrt vissza. Ez az átrendeződés a white gént a centromer közelébe helyezte át, a heterokromatikus régió határára, így egyes sejtekben, ahol a heterokromatikus régió kicsit kisebb a white gén kifejeződik ezek a szemsejtek pirosak lesznek, más sejtekben, ahol a heterokromatin kiterjedése nagyobb, nem fejeződik ki, ezek a szemsejtek fehérek lesznek. Mindez azt eredményezi, hogy a légy szeme foltos, azaz fehér alapon apró, piros foltok láthatóak. Ebben az esetben a white gén ép, ismereteink szerint a fehérjekódoló szakasz és a szabályozórégió sem sérült, egyszerűen a genomon belüli helye változott meg, ez okozza ezt a fenotípust. Fényképet itt találsz róla: [link]

Ez például egy epigenetikus változás, az állat szemének összes sejtje ugyanazt a genomot hordozza, de kicsit másképpen fejeződik ki bennük, azért, mert egyes sejtekben epigenetikus hatások lecsendesítik a w gén kifejeződését. Megmutatja a dolog másik rákfenéjét is, hogy az epigenetikus hatások egyetlen egyeden belül is változnak, így azért nagyon nehéz általános állításokat tenni az epigenetikáról.

"Az epigenetikus hatás öröklődhet?"

Elméletileg öröklődhet, végülis, ha a sejtosztódást túléli, nyugodtan átkerülhet az utódokba is.

" Öröklődik?"

Vannak erre cikkek, de őszintén szólva ez a dolog egy kicsit még kiforratlan, én nem mondanám biztosra. Persze ha a sajtót nézed, ott ezt valamiért tényként kezelik, mert egerekben meg legyekben azt állítja valaki, hogy egyszer látott ilyet. Nekem kicsit nehéz elhinni, hogy valamilyen nem-kémiai hatás bejut az ivarsejtekbe és azokban epigenetikus változásokat okozna, de hát máskor is tévedtem már. Mint a fenti példákból is látszik, elég nehéz biztosat mondani az epigenetikus hatások öröklődéséről, mert egy egyeden belül is változnak.