Epigenetics sa zaoberá zmenou génovej aktivity bez zmeny DNA sekvencie génu. Mnohé procesy v tele sú založené na procesoch epigenetiky. Nedávne výsledky výskumu dokazujú ich dôležitosť pre schopnosť organizmu meniť sa v kontexte vplyvov prostredia.
Čo je to epigenetika?
Termín epigenetika opisuje zmeny aktivity génov okrem dedičnosti (genetika). To znamená, že genetický kód génu je fixný, ale nie vždy aplikovaný. Epigenetika sa zaoberá zmenami v genómovej funkcii DNA, ktoré nie sú spôsobené zmenou sekvencie DNA.
Každá bunka v živej bytosti obsahuje rovnaký genetický program. V priebehu svojho vývoja však dochádza k diferenciácii orgánov a rôznych tkanív. Napríklad krvinky majú rovnaké dedičné informácie ako obličkové bunky. V týchto dvoch typoch buniek sú aktívne iba rôzne gény. Diferenciáciu buniek možno vysvetliť epigenetickými procesmi, ktoré sa prejavujú aktiváciou alebo inaktiváciou génov.
Nediferencované bunky sú takzvané kmeňové bunky, ktoré sa môžu klonovaním vyvinúť v nový, geneticky identický organizmus. Diferencované bunky sa však môžu tiež previesť späť na kmeňové bunky zvrátením epigenetickej zmeny.
Funkcia a úloha
Po každom delení buniek epigenéza postupne mení genetické informácie v bunke. Niektoré gény sú inaktivované metyláciou DNA.
Inou možnosťou je označiť DNA pomocou takzvanej acetylácie histónov. Dva metre dlhé vlákno DNA je rozbalené v jadre malej bunky a v určitých bodoch je označené. To zaručuje, že sa čítajú iba informácie týkajúce sa typu bunky. Metylácia aj acetylácia histónu sú regulované biochemickými látkami.
Každý organizmus, vrátane človeka, má veľa takzvaných epigramov. Za epigramy sa považujú ďalšie genetické kódy, ktoré určujú zmenu organizmu. V priebehu života sa organizmus stále viac mení pod vplyvom životného prostredia. Genetický kód je zachovaný, ale vonkajšie vplyvy sú stále dôležitejšie.
Medzi environmentálne vplyvy patrí výživa, stresové faktory, sociálne kontakty, environmentálne toxíny alebo dokonca skúsenosti, ktoré sú ukotvené v psychike človeka. Je známe, že telo na tieto faktory reaguje a ukladá skúsenosti, aby v prípade potreby mohlo reagovať.
Podľa novších zistení sú všetky interakcie medzi organizmom a prostredím kontrolované epigeneticky. Dôsledkom toho je, že vonkajší vzhľad (fenotyp), charakter a správanie sa významne formujú epigenetickými procesmi.
Rôzny vývoj identických dvojičiek pod rôznymi vonkajšími vplyvmi ukazuje, aký silný môže byť odtlačok. Ďalším príkladom môžu byť fyzické zmeny v dôsledku zmeny živého pohlavia, ku ktorej dochádza bez podávania liekov. Medzi albánske burrneshas (ženy, ktoré žijú život muža) patria Svedectvo o tom.
Niektoré výskumy ukazujú, že získané vlastnosti možno preniesť ďalej. Aj keď sa základný genetický kód prenáša ďalej, na potomstvo sa čiastočne prenášajú aj ďalšie genetické zmeny (epigenetické zmeny) pri zachovaní danej DNA sekvencie génov.
Choroby a choroby
Vplyv epigenetiky na fenotyp a ľudské správanie je čoraz jasnejší. Nové výsledky výskumu poukazujú na dôležitosť epigenetických procesov pre ľudské zdravie.
Napríklad, mnoho chorôb má genetickú predložku. Vyskytujú sa v rodinách. Príkladmi sú diabetes mellitus, kardiovaskulárne choroby, reumatické choroby a demencia. Tu hrá dôležitú úlohu spôsob života, či vôbec dôjde k vypuknutiu príslušnej choroby. Napríklad v identických dvojčatách sa zistilo, že Alzheimerova choroba je veľmi závislá od prostredia napriek svojej genetickej predložke.
Pomocou epigenetiky bolo tiež možné objasniť, prečo je napríklad zelený čaj taký zdravý. Účinná látka epigalokatechín-3-galát (EGCG) v čaji aktivuje gén, ktorý kóduje enzým zabraňujúci rakovine. U starších ľudí je tento gén často metylovaný a preto neaktívny. To zvyšuje pravdepodobnosť rozvoja rakoviny v starobe. Konzumáciou zeleného čaju sa však pravdepodobnosť rakoviny znova znižuje.
Napríklad v oblasti včiel sa kráľovná geneticky nelíši od pracovníkov. Keďže je však jediným zvieraťom, ktoré sa má kŕmiť kráľovskou želé, rozvíja sa v kráľovnú. S ňou je veľa nemých génov reaktivovaných v dôsledku špecifického biologického činidla.
U ľudí, okrem iného, nepriaznivé sociálne podmienky často vedú k poruchám osobnosti neskôr. Dnes sa musí predpokladať, že mnohé mentálne a psychologické choroby sú vyvolané epigenetickými procesmi. Ľudský epigenóm tiež ukladá traumy, ktoré neskôr ovplyvňujú štruktúru osobnosti.
Nové vedecké štúdie ukázali, že v genóme traumatizovaných ľudí sa vyskytuje veľa chýb. Po úspešnej liečbe však tieto chyby opäť zmizli.
Existujú tiež epigenetické zmeny, ktoré sa prenášajú na potomkov a ktoré ich robia geneticky náchylnými na určité choroby. Napríklad vo švédskej štúdii u ľudí sa skúmal vzťah medzi dostupnosťou potravy a predispozíciou k chorobe v nasledujúcich generáciách.
Genetici Marcus Pembrey a Lars Olov Bygren zistili, že vnúčatá mužov dedkov, ktorí mali čo jesť, boli vždy náchylní k cukrovke. Pravdepodobne tu došlo k epigenetickým zmenám pohlavných chromozómov.
Dokonca aj traumatizovaní ľudia môžu preniesť epigenetické zmeny na budúce generácie. Ďalší výskum v oblasti epigenetiky by mal pomôcť odhaliť a zvrátiť epigenetické zmeny spôsobujúce ochorenie.
