Epigenetics tratează trăsături moleculare ereditare a căror bază nu este secvența ADN. Prefixul epi- (în greacă: επί) indică faptul că modificările „pe” ADN sunt luate în considerare.
Se face distincția între subcâmpurile metilărilor și modificărilor histonice (histone = proteine înfășurat de ADN, a cărui unitate „octamer” constă din două copii ale proteinelor H2A, H2B, H3 și H4).
Metilarea centrală a ADN-ului la om este cea a citozinei bazice nucleice din așa-numitele insule CpG ale ADN-ului. În aceste insule, guanina Baze de sunt urmate de baze citozinice („CpG dinucleotidă”). 75% din insulele CpG sunt metilate.
Efectul metilațiilor este mediat de legarea metilului proteine. Acestea determină închiderea conformației nucleozomilor (nucleozom = unitate de ADN și un octamer histonic). În consecință, siturile metilate sunt mult mai dificil de accesat prin factori de transcripție (TPF; proteine care se atașează la ADN și acționează asupra transcripției).
În funcție de localizarea metilațiilor, acestea au un efect de inhibare a transcripției (transcriere = transcriere ADN în ARN) sau de îmbunătățire a transcripției. Metilarea este catalizată de diferite metiltransferaze ale ADN - demetilarea de către demetilaze.
Metilarea este considerată a fi cea mai veche funcție evolutivă în sensul unei tăceri permanente a unei mari părți a transpozonilor (elemente ADN care își pot schimba locația (locația), prin care îndepărtarea sau adăugarea nouă a acestor elemente poate conduce la evenimente de mutație de natură potențial patologică).
Dacă aceste metilații sunt localizate la regiunile promotor (secțiunea ADN care reglează expresia a genă), acumularea de TPF-uri specifice este redusă semnificativ. Transcrierea segmentului ADN nu este deci posibilă.
Metilări la secvențe de amplificare (netranscrise genă secvențe) previn atașarea TPF-urilor care îmbunătățesc transcripția. Metilările la secvențe nereglementatoare reduc rata transcripției datorită afinității scăzute de legare a ADN polimerazei la ADN.
Doar metilările la secvențele de amortizor (secvențe de ADN lângă gene la care așa-numiții represori (blochează legarea ARN polimerazei la promotor) se pot lega) de ADN pot contribui la creșterea activității transcripționale, deoarece împiedică atașarea transcripției factori inhibitori.
Modificările histonice se caracterizează prin adăugarea unei varietăți de grupuri chimice la lanțurile laterale ale aminoacizi a proteinelor histonice. Cele mai frecvente dintre acestea sunt acetilările și metilările. Acetilarea afectează doar aminoacidul lizină și are ca rezultat neutralizarea lizinei încărcate pozitiv. interacţiuni cu scăderea ADN-ului încărcat negativ, ducând la o slăbire, adică scădere a compactării, a complexului histonă-ADN. Rezultatul este o accesibilitate sporită a factorilor de transcriere.
Metilările histonice afectează și gradul de compactare a conformației nucleozomilor. Totuși, aici depinde de aminoacizi sau proteine histonice indiferent dacă apare deschiderea sau compactarea.
O altă caracteristică specială este prezența unui cod de histone. „Succesiunea” diferitelor modificări ale histonelor duce în cele din urmă la recrutarea așa-numitelor cromatină factori de modelare - în funcție de tip, aceste proteine cresc sau scad gradul de condensare a confirmării nucleozomilor.
Terapie (perspectivă): Deoarece modelul optim de metilare a celulelor și tipurilor de celule este în mare parte necunoscut și, prin urmare, se pot face doar afirmații minore cu privire la cel mai ideal raport proteic al celulei, dar și codul histonei este determinat doar fragmentar, modificările terapeutice sunt în prezent nefolositor.
Cu toate acestea, în viitor, reglarea ascendentă și reglarea descendentă a genelor pot fi utile în tratamentul bolilor cum ar fi tumorile, tulburările mentale și bolile autoimune, precum și în anti-îmbătrânire sector.
