DNA ez da dena: epigenetikaren garrantzia

DNA-k (ingelesetik, deoxyribonucleic acid) geneak ditu kodeturik bere sekuentziaren baitan, azido nukleikoen segida moduan; hori horela izanik, izaki bakoitzaren genoman kodeturiko geneen multzoak fenotipo desberdinak determinatuko ditu. Bestalde, fenotipoa ez dago guztiz determinaturik kodeturiko geneengatik; izan ere, geneak nola adierazten diren, fenotipoa desberdina izango da. Fenomeno hau agerikoa da izaki zelulanitzen garapenean: zelula guztiek genoma bera duten arren, zelula mota bakoitzak fenotipo desberdin bat erakusten du, eta hau garapen prozesuan zehar aldatu daiteke (genoma berdina izanik). Hortaz, gene multzoen adierazpen patroiak garrantzi handia du fenotipoan eta hau erregulatuko duten mekanismo zorrotzak ugariak dira; besteak beste, transkripzio osteko eraldaketak, mRNA degradazioa eta DNA-ren eraldaketak. Artikulu honetan, DNA-ren eraldaketen inguruan arituko gara, epigenetika bezela ezagutzen dena.

Epigenetikak DNA-ren sekuentzian aldaketarik sortu gabe fenotipoaren aldakortasunak aztertzen dituen genetikaren adarra da; izan ere, epigenetika (grezieraz, epi- aurrizkiak ‘kanpotik’ edo ‘gainetik’ adierazten du) hitzak ”genetikaren gaineko” edo ”genetika baino haratago” adierazi nahi du. Epigenetikaren baitan sailkaturiko mekanismoak anitzak dira: besteak beste, DNA eta histonen (proteina estruktural kromosomikoak) eraldaketa kobalenteak eta RNA ez-kodetzaileak (ncRNA, ingelesetik, non-coding RNA) dira. DNA-ren eraldaketa kobalenteak nukleotido jakinen metilazioan oinarritzen dira, DNA-metiltransferasa entzimen bitartez; histonen eraldaketak, ordea, aminoazido hondarren metilazio, fosforilazio, azetilazio, sumoilazio eta ubikinazioa izan daitezke, besteak beste. Ondorioz, eraldaketa epigenetikoen bitartez kromatinaren antolamendua aldatzen da, eta geneen transkripziorako eskuragarritasuna erregulatzen da. Bestetik, RNA ez kodetzaileak bi motatakoak izan daitezke, luzeak edo laburrak, eta funtzio desberdina dute; ncRNA laburrek mRNA-ren itzulpena erregulatzen dute, ncRNA luzeek kromosomen isilaraztea erregulatzen duten bitartean (adb. X kromosomaren isilaraztea).

1. Irudia. DNA metilazio, histonen modifikazio post-transkripzionalak eta RNA ez kodetzaileak. (a) DNA metilazioa CpG dinukleotidoetan gertatzen dira bereziki, DNA metiltransferasa entzimen aktibitatearen ondorioz. (b) Histonen metilazio mailak (mono-, di- edo trimetilazioak) DNAren kondentsazioa determinatzen du, hau da, heterokromatina egoera, eta ondorioz geneen adierazpena. (c) RNA ez kodetzaileak edo small non-coding RNA micro RNA geneen transkriptoak dira; hasieran, harizpi bikoitzeko miRNA aurrekari bezela adierazten dira, eta Drosha eta Dicer entzimek prozesatu ostean harizpi bakarreko siRNA (small interfering RNA) sortzen da. Irudia Skvortsova et al. lanetik hartu da.

Jakina da geneak eta hauetan eragindako aldaketak, mutazioak alegia, heredatu egiten direla; aldaketa epigenetikoak, ordea, heredatzen al dira? Galdera honi erantzuteko saiakera ugari izan dira azken urteotan. Ustez, obulua ernaldu eta zigotoa sortzerakoan, marka epigenetikoen birprogramazioa gertatu behar da; hots, mark epigenetikoak ezabatu eta hutsetik berrezarri. Izan ere, aurretik azaldutakoan oinarrituz, zigototik organismo oso bat sortu ahal izateko, obuluaren proteina adierazpen patroia ezabatu eta zigotoak proteina guztiak adierazteko gaitasuna izan behar du. Hori horrela izanik, marka epigenetikoak heredatzen ez direla pentsa daiteke, ernalkuntza gertatzen den bakoitzean marka epigenetikoak galtzen baitira. Bestalde, hainbat ezaugarri epigenetiko heredagarri direla behatu da, hala nola, X kromosomaren inaktibazioa edo geneen inpronta.

Mutazio epigenetikoak

Gaur egun, jakina da kanpo faktoreen eragin handia dutela aldaketa epigenetikoetan. Material genetikoan gertatzen den moduan , epigenomaren egonkortasuna konprometiturik dago inguruko faktoreengatik: hala nola, agente kimikoei esposaketa, nutriente eskuragarritasuna, patogenoak eta tenperatura aldaketa epigenetikoak eragiteko gaitasuna dutela behatu da. Ustez, kanpo eragileek hainbat entzimen aktibitatea erregulatzen dute, aldaketa epigenetikoen prozesamenduan dihardutenak, hain zuzen ere. Esaterako, DNA metiltransferasa entzimen aktibitatea aldaratu dezakete folatoak, tabakoaren ke konposatuek, metal astunek, hainbat kutsatzaileek (artsenikoa, kromato, bentzeno), ariketa fisikoak eta estresak, besteak beste. Halaber, histonen aldaketa epigenetikoak elikagaietako polifenolen eta selenioaren eta ariketa fisikoaren menpe daudela behatu da.

Aurretik aipatu den moduan, patroi epigenetikoak ezinbestekoak dira organismoen funtzionamendurako; areago, patroi eta aldaketa epigenetikoak modu finean daude erregulaturik, garapena eta funtzioak modu egokian gerta daitezen. Hortaz, kanpo faktoreek eragindako ausazko modifikazioek edsoreka fisiologikoa eragin dezake. Hala nola, hainbat minbizi mota, atzerapen mental desberdinak eta sindrome ugari aldaketa epigenetikoen eraginpean daudela behatu da.

Minbiziaren eta epigenetikaren arteko lotura lehendabizi behatu zen, 1983. urtean. Minbizi zeluletan (zelula hilezinak, ugaltzeko gaitasun handikoak) hipometilazio patroiak behatu ziren, hauek gene adierazpenean eragina dutenak, onkogeneetan, hain zuzen ere. Hipometilazio baldintzetan, genearen adierazpena emendatu egiten da zeluletan, minbizi zelulen fenotipoa eraginez. Bestalde, minbizia eta epigenetikaren ikerketek aurrera egin ahala, mekanismoak anitzak direla ikusi da; izan ere, hipermetilazioa gene tumore supresoreetan gertatzen denean, antzeko minbizi fenotipoa gertatzen da.

Dena dela, gaur egun jakina da epigenetikak zerikusi handia duela izakion biologian; aldiz, epigenetikaren inguruan dugun ezagutza oso mugatua da, eta ikertzeke dagoen arlo zabala da. Teknologia eta teknika aurrerapenei esker mekanismo epigenetikoak ezagutzera hurbiltzen ari gara, baina oraindik galdera gako ugari argitzeke daude

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko. Beharrezko eremuak * markatuta daude