Epigenetika

Plakát znázorňující dva typické příklady epigenetických procesů, methylace DNA a acetylace histonů

Epigenetika (od slova επί/mimo genetiku) je v moderním slova smyslu vědní podobor genetiky, jenž studuje změny v genové expresi (a tedy obvykle i ve fenotypu), které nejsou způsobeny změnou nukleotidové sekvence DNA.[1] Také epigenetické jevy mohou být děděny z buňky na buňku a z generace na generaci, tedy jak při mitóze, tak při meióze. Genom včetně epigenetických změn se označuje jako epigenom.[2]

Při studiích je také třeba prokázat interakci genů s danými proteiny.[3] A u proteinů popsat mechanismus, jakým ovlivňují zkoumanou vlastnost.

Příklady

Často jde o různé změny v chromatinu nebo v prionových proteinech, někdy se však týká epigenetika i složitých tělních struktur. Typickým příkladem je methylace DNA. Methyly navázané na určitých místech molekuly DNA mají významný vliv na diferenciaci buněk a umožňují exprimovat (vyjádřit) genom v různých buňkách odlišně. Může to vést až k úplné odlišnosti jedinců se stejným jaderným genomem (jako příklad může sloužit včelí matka a dělnice, obě s plně identickou genovou sekvencí, ale se vzájemnými rozdíly v methylaci až 550 genů[4]). Epigeneticky se předávají i některé modifikace histonových proteinů.[5] Rovněž genomický imprinting (jev, při kterém záleží, zda byl gen zděděn od otce či od matky) je v podstatě epigenetický.[6] (Názorným příkladem je nápadná morfologická, anatomická i etologická odlišnost samice muly a samice mezka – třebaže mají naprosto stejné chromozomy jaderné DNA). Jiným příkladem je dědění určitých struktur, které nevznikají de novo: to se týká třeba semiautonomních buněčných organel. Jejich stavba je závislá do velké míry na tom, jaké proteiny se vyskytovaly v membránách jejich předků.[6]

Výzkum epigenetických procesů se bouřlivě rozvíjí,[5] zejména proto, že byl dán do souvislosti s řadou onemocnění včetně rakovinného bujení [6] a šířením civilizačních chorob. Epigenetické znaky by zřejmě mohly vytvářet i jednoduchou „dědičnou paměť“.[7]

Reference

  1. ↑ Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1. 
  2. ↑ RÉDEI, George P. Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics. 3rd Edition. vyd. [s.l.]: Springer, 2008. ISBN 978-1-4020-6753-2. 
  3. ↑ University of Chicago Medical Center. New tool brings standards to epigenetic studies. phys.org [online]. 2015-06-04 [cit. 2022-12-05]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ Co činí ze včely královnu, Akademon 16. 12. 2010. www.akademon.cz [online]. [cit. 2014-01-06]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-01-06. 
  5. ↑ a b TOST, Jörg. Epigenetics. [s.l.]: Horizon Scientific Press, 2008. Dostupné online. ISBN 9781904455233. 
  6. ↑ a b c Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. Molecular Biology of the Cell, 4rd edition. [s.l.]: [s.n.] 
  7. ↑ DIAS, Brian G.; RESSLER, Kerry J. Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. S. 89–96. Nature Neuroscience [online]. 2014-01. Roč. 17, čís. 1, s. 89–96. Dostupné online. DOI 10.1038/nn.3594. PMID 24292232. (anglicky) 

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Epigenetic mechanisms.png
Epigenetic mechanisms are affected by several factors and processes including development in utero and in childhood, environmental chemicals, drugs and pharmaceuticals, aging, and diet. DNA methylation is what occurs when methyl groups, an epigenetic factor found in some dietary sources, can tag DNA and activate or repress genes. Histones are proteins around which DNA can wind for compaction and gene regulation. Histone modification occurs when the binding of epigenetic factors to histone “tails” alters the extent to which DNA is wrapped around histones and the availability of genes in the DNA to be activated. All of these factors and processes can have an effect on people’s health and influence their health possibly resulting in cancer, autoimmune disease, mental disorders, or diabetes among other illnesses. National Institutes of Health