Na pewno nieraz spotkaliście się ze słowem epigenetyka. Może w kontekście psychologii, na przykład dziedziczenia traum rodowych. A może przy okazji diety, stylu życia albo informacji o tym, że możemy „włączać i wyłączać swoje geny”.

Ale czy na pewno wiemy, co epigenetyka właściwie oznacza?

Zacznijmy od początku.

Na początku była komórka

A właściwie dwie komórki: komórka jajowa, czyli żeńska komórka płciowa, oraz plemnik, czyli męska komórka płciowa.

W wyniku zapłodnienia powstaje zygota czyli pierwsza komórka nowego organizmu.

Ta zapłodniona komórka zaczyna się dzielić. Powstają kolejne komórki, które początkowo są do siebie bardzo podobne. Z czasem jednak zaczynają się różnicować i dają początek coraz bardziej wyspecjalizowanym komórkom.

Powstają między innymi:

• komórki skóry,
• komórki mięśniowe,
• komórki nerwowe (neurony),
• komórki wątroby,
• komórki tworzące włosy.

I tutaj pojawia się pytanie.

Jak to możliwe, skoro wszystkie mają to samo DNA?

Komórka nerwowa wygląda zupełnie inaczej niż komórka skóry. Inaczej jest zbudowana, pełni inne funkcje i produkuje zupełnie inne białka.

A jednak obie zawierają zasadniczo tę samą informację genetyczną.

Nie stało się więc tak, że podczas rozwoju komórka skóry dostała „geny skóry”, a neuron dostał osobny zestaw „genów mózgu”.

DNA pozostało to samo.

Zmienił się natomiast sposób, w jaki komórka z tej informacji korzysta.

I właśnie tutaj do akcji wchodzi epigenetyka.

Wyobraźmy sobie, że DNA jest zdaniem

Żeby to zobrazować, posłużmy się bardzo prostym przykładem.

Załóżmy, że informacja genetyczna brzmi:

„Mój pies uwielbia spać, bawić się i jeść.”

To jest nasza informacja wyjściowa.

Teraz wyobraźmy sobie, że w jednej komórce skreślamy słowo „spać”, a szczególnie podkreślamy „bawić się”.

Znaczenie zdania zaczyna się zmieniać. Dostajemy bardzo aktywnego psa.

W innej komórce możemy zrobić coś odwrotnego: wyciszyć „bawić się” i „jeść”, a mocno zaznaczyć „spać”.

Nadal mamy to samo pierwotne zdanie. Nie zmieniliśmy liter, z których zostało zbudowane.

Ale zmieniliśmy sposób jego odczytania.

Epigenetyka nie musi zmieniać sekwencji DNA. Zmienia natomiast to, które fragmenty informacji genetycznej są dostępne i aktywne, a które pozostają wyciszone.

Każda komórka potrzebuje innego zestawu genów

Spójrzmy na trzy komórki:

neron, komórki skóry i komórkę mięśniową

Wyglądają zupełnie inaczej i wykonują zupełnie inne zadania.

Neuron potrzebuje aktywności genów związanych z przewodzeniem sygnałów nerwowych.

Komórka mięśniowa potrzebuje białek umożliwiających skurcz.

Komórka skóry potrzebuje jeszcze innego zestawu aktywnych genów.

Gen, który jest potrzebny komórce skóry, może być w niej aktywny, ale w neuronie pozostawać wyciszony.

I odwrotnie.

Nie dlatego, że komórce nerwowej „brakuje” tego genu.

On nadal tam jest.

Komórka po prostu z niego nie korzysta.

Znaczniki epigenetyczne pomagają komórce zachować tożsamość

Na DNA i związanych z nim białkach mogą pojawiać się różnego rodzaju modyfikacje epigenetyczne.

Do najbardziej znanych należą:

• metylacja DNA,
• modyfikacje histonów,
• zmiany dostępności chromatyny.

Razem tworzą one pewien wzór regulacyjny charakterystyczny dla konkretnego typu komórki.

Dzięki temu neuron „wie”, że ma funkcjonować jak neuron, a nie nagle zacząć zachowywać się jak komórka skóry.

Można więc powiedzieć, że znaczniki epigenetyczne pomagają komórkom zachować swoją tożsamość.

I właśnie dlatego organizm może być zbudowany z tak różnych tkanek, mimo że zdecydowana większość komórek posiada tę samą sekwencję DNA. napisy epigenetyka

Czyli czym właściwie jest epigenetyka?

W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że jest to jeden ze sposobów regulowania tego, jak wykorzystywana jest informacja zapisana w DNA.

Sekwencja genetyczna mówi nam, jaka informacja znajduje się w genomie.

Epigenetyka pomaga decydować:

które fragmenty tej informacji będą w danej komórce aktywne, kiedy będą aktywne i w jakim stopniu.

I dlatego samo posiadanie genu to jeszcze nie cała historia.

Równie ważne jest to, czy, kiedy i gdzie ten gen jest wykorzystywany.

Epigenetyka to dziedzina nauki zajmująca się badaniem zmian w ekspresji genów, które nie wynikają ze zmian w samej sekwencji DNA. Mówiąc najprościej, genetyka to alfabet, z którego zapisany jest Twój organizm, natomiast epigenetyka działa jak interpunkcja i akcenty, decydując o tym, które fragmenty tego tekstu zostaną odczytane, a które zignorowane.

Choć każda komórka Twojego ciała posiada dokładnie taki sam kod DNA (ten sam „alfabet”), komórka skóry różni się od komórki serca właśnie dzięki mechanizmom epigenetycznym. Wyłączają one jedne geny, a włączają inne, dając komórkom ich wyspecjalizowane funkcje.

W przeciwieństwie do stałego kodu DNA, epigenetyka jest dynamiczna. Znaczący wpływ na nią ma styl życia i otoczenie, w tym:

• Dieta i aktywność fizyczna
• Stres i sen
• Narażenie na toksyny (np. dym tytoniowy)
• Emocje i doświadczenia życiowe

Oznacza to, że swoimi codziennymi wyborem i wpływem środowiska możesz dosłownie „programować” swoje geny, włączając geny odpowiedzialne za zdrowie lub wyciszając te sprzyjające chorobom. Co ciekawe, niektóre z tych zmian epigenetycznych mogą być nawet przekazywane kolejnym pokoleniom.