L'epigenetica

Il L'epigenetica si occupa di modificare l'attività del gene senza modificare la sequenza del DNA del gene. Molti processi nel corpo si basano sui processi dell'epigenetica. Recenti risultati di ricerche dimostrano la loro importanza per la capacità dell'organismo di modificarsi nel contesto delle influenze ambientali.

Cos'è l'epigenetica?

Il termine epigenetica descrive i cambiamenti nell'attività dei geni oltre all'ereditarietà (genetica). Ciò significa che il codice genetico di un gene è fisso, ma non sempre applicato. L'epigenetica si occupa dei cambiamenti nella funzione genomica del DNA che non sono causati da un cambiamento nella sequenza del DNA.

Ogni cellula di un essere vivente contiene lo stesso programma genetico. Tuttavia, nel corso del suo sviluppo c'è una differenziazione di organi e vari tessuti. Ad esempio, le cellule del sangue hanno le stesse informazioni ereditarie delle cellule renali. Solo geni diversi sono attivi nei due tipi di cellule. La differenziazione delle cellule può essere spiegata da processi epigenetici che si manifestano attraverso l'attivazione o l'inattivazione dei geni.

Le cellule indifferenziate sono le cosiddette cellule staminali che possono svilupparsi in un nuovo organismo geneticamente identico attraverso la clonazione. Tuttavia, le cellule differenziate possono anche essere riconvertite in cellule staminali invertendo il cambiamento epigenetico.

Funzione e compito

Dopo ogni divisione cellulare, l'epigenesi modifica gradualmente le informazioni genetiche all'interno della cellula. Alcuni geni sono inattivati ​​dalla metilazione del DNA.

Un'altra opzione è contrassegnare il DNA usando la cosiddetta acetilazione degli istoni. Il filamento di DNA lungo due metri è disimballato nel minuscolo nucleo cellulare e contrassegnato in determinati punti. Ciò garantisce che vengano lette solo le informazioni rilevanti per il tipo di cella. Sia la metilazione che l'acetilazione dell'istone sono controllate da agenti biochimici.

Ogni organismo, compreso l'uomo, ha molti cosiddetti epigrammi. I codici genetici aggiuntivi che determinano la modificazione dell'organismo sono considerati epigrammi. Nel corso della vita, l'organismo cambia sempre di più sotto l'influenza dell'ambiente. Il codice genetico viene mantenuto, ma le influenze esterne stanno diventando sempre più importanti.

Le influenze ambientali includono nutrizione, fattori di stress, contatti sociali, tossine ambientali o persino esperienze ancorate nella psiche della persona. È noto che il corpo reagisce a questi fattori e immagazzina le esperienze per poter reagire se necessario.

Secondo scoperte più recenti, tutte le interazioni tra l'organismo e l'ambiente sono controllate epigeneticamente. Di conseguenza, l'aspetto esterno (il fenotipo), il carattere e il comportamento sono significativamente modellati dai processi epigenetici.

Il diverso sviluppo di gemelli identici sotto diverse influenze esterne mostra quanto forte possa essere l'impronta. Un altro esempio possono essere i cambiamenti fisici dovuti al cambiamento del sesso vissuto, che si verificano senza somministrazione di farmaci. Le burrnesha albanesi (donne che vivono la vita di un uomo) includono Ne è testimonianza.

Alcune ricerche mostrano che i tratti acquisiti possono essere trasmessi. Sebbene il codice genetico di base venga trasmesso, anche i cambiamenti genetici aggiuntivi (cambiamenti epigenetici) vengono parzialmente trasmessi alla prole mantenendo la sequenza di DNA dei geni data.

Malattie e disturbi

L'influenza dell'epigenetica sul fenotipo e sul comportamento umano sta diventando sempre più chiara. Nuovi risultati della ricerca sottolineano l'importanza dei processi epigenetici per la salute umana.

Ad esempio, molte malattie hanno una preposizione genetica. Si verificano nelle famiglie. Esempi sono il diabete mellito, le malattie cardiovascolari, le malattie reumatiche e la demenza. Qui lo stile di vita gioca un ruolo importante nel determinare se la malattia in questione si manifesta. In gemelli identici, ad esempio, è stato riscontrato che la malattia di Alzheimer è molto dipendente dall'ambiente nonostante la sua preposizione genetica.

Con l'epigenetica è stato anche possibile chiarire perché, ad esempio, il tè verde è così salutare. Il principio attivo epigallocatechina-3-gallato (EGCG) nel tè attiva un gene che codifica per un enzima antitumorale. Nelle persone anziane questo gene è spesso metilato e quindi inattivo. Ciò aumenta la probabilità di sviluppare il cancro in età avanzata. Tuttavia, consumando il tè verde, la probabilità di cancro diminuisce nuovamente.

Nel regno delle api, ad esempio, la regina non differisce geneticamente dalle operaie. Ma poiché è l'unico animale ad essere nutrito con la pappa reale, si trasforma in un'ape regina. Con lei, molti geni stupidi vengono riattivati ​​a causa di uno specifico agente biologico.

Negli esseri umani, tra le altre cose, condizioni sociali sfavorevoli spesso portano a disturbi della personalità in seguito. Oggi si deve presumere che molte malattie mentali e psicologiche siano innescate da processi epigenetici. L'epigenoma umano immagazzina anche il trauma che successivamente influenza la struttura della personalità.

Nuovi studi scientifici hanno dimostrato che si verificano molti errori nel genoma delle persone traumatizzate. Dopo una terapia di successo, tuttavia, questi errori sono nuovamente scomparsi.

Esistono anche cambiamenti epigenetici che vengono trasmessi alla prole e che la rendono geneticamente predisposta a determinate malattie. In uno studio svedese sull'uomo, ad esempio, è stata esaminata la relazione tra disponibilità di cibo e predisposizione alle malattie nelle generazioni successive.

I genetisti Marcus Pembrey e Lars Olov Bygren hanno scoperto che i nipoti maschi di nonni che avevano molto da mangiare erano sempre inclini al diabete. Probabilmente qui si sono verificati cambiamenti epigenetici sui cromosomi sessuali.

Anche le persone traumatizzate possono trasmettere cambiamenti epigenetici alle generazioni future. Ulteriori ricerche nel campo dell'epigenetica dovrebbero aiutare a scoprire e invertire i cambiamenti epigenetici che causano malattie.