Anatomia-Sanasto

Epigenetics

määritelmä

Epigenetics on laaja ja laaja biologinen kenttä, joka käsittelee geneettisiä toimintoja, jotka ylittävät puhtaan emäsjärjestyksen DNA: ssa.
Genomi koostuu pääasiassa DNA-säikeistä, jotka muodostuvat eri järjestyksessä olevista emäsparista. Jokaisessa ihmisessä on eroja perusparien järjestyksessä, mikä lopulta määrittää kunkin henkilön yksilöllisyyden.
Mutta jopa samalla genomilla epigeneettiset tekijät voivat johtaa siihen, että geenisekvenssit toteutetaan eri tavalla ja johtavat edelleen eroihin.
Nykyään näitä ihmisen epigeneettisiä ominaisuuksia voidaan tutkia vain osittain genomissa.

Jopa ilmeisesti ehjän geneettisen materiaalin ollessa kyseessä tämä epigeneettisyys voi johtaa sairauksiin muuntamalla geneettistä materiaalia myöhemmin.

Kuinka epigenetics toimii?

Ihmisen genomi, joka sijaitsee kromosomeissa, koostuu lukuisista emäsparista, jotka koodaavat geneettistä materiaalia.
Emäsparit määrittelevät koodin, jonka mukaan keho muuntaa geneettisen materiaalin.
Geneettiset sairaudet johtuvat siitä, että geeneissä esiintyy mutaatioita tai siirtymiä yksittäisissä kohdissa, jolloin koodi on väärä ja tuotetaan väärä geeni.
Kystinen fibroosi on tyypillinen esimerkki tällaisesta taudista. Erilaiset mutaatiot ja epämuodostumat johtavat puutteeseen "CFTR-geenissä", joka koodaa kloridikanavaa eri elimissä.

Epigeneettisten muutosten tapauksessa geenissä ei ole tällaista selvää muutosta.
Lukuisat muut prosessit tulevat muuntamaan geeni vastaavaksi tuotteeksi, joka toimii ja on aktiivinen kehossa:

DNA on pakattu ja se on ensin irrotettava, jotta tuotettavat geenisekvenssit paljastuvat. Epigeneettisissä prosesseissa tapahtuu nyt itse DNA-emäkset tai DNA-säikeiden pakkaus, mikä muuttaa yksittäisten geenisegmenttien tuotantomenetelmää. Tämä mahdollistaa yksittäisten geenialueiden korostamisen muiden osioiden ollessa suljettuina.

Epigeneettisten muutosten vaikutukset genomiin voivat olla huomattavia. Tämän seurauksena tärkeät geenisekvenssit voidaan sulkea kokonaan, kun taas muita geenejä tuotetaan liikaa.
Tämä voi johtaa sairauksiin ja erilaisiin fyysisiin ominaisuuksiin eri tavoin.
Elämän aikana epigeneettisyys muuttuu iän takia sekä hormonien ja ympäristötekijöiden vaikutuksesta.

Tästä syystä oletetaan, että epigenetikalla on ratkaiseva vaikutus sydän- ja verisuonitautien kehittymiseen ja ikääntymiseen.
Skitsofreniaa, Alzheimerin tautia, syöpää, diabetesta ja psykiatrisia sairauksia voi myös esiintyä epigeneettisten muutosten yhteydessä.
Tällä alalla on vielä paljon tutkimusta, jotta erilaisia sairauksia voidaan mahdollisesti selittää ja hoitaa paremmin tulevaisuudessa.

Esimerkkejä epigenetikoista

Epigeneettisiä esimerkkejä voidaan havaita jokaisella vanhuudessa. Monet sairaudet johtuvat nyt muun muassa epigeneettisistä muutoksista.
Tyypillinen esimerkki näkyvästä epigeneettisyydestä on niin kutsuttu "X-inaktivaatio".
X-kromosomi suljetaan kokonaan epigeneettisillä prosesseilla. Tämä koskee erityisesti naisia, joilla on kaksi X-kromosomia. Yksi X-kromosomi pysyy aktiivisena, minkä vuoksi ei ole havaittavia kliinisiä oireita.
Tämä voi johtaa geneettisten ns. ”Resessiivisten” tautien puhkeamiseen edelleen aktivoidussa X-kromosomissa, joita muuten ei olisi tapahtunut, koska ne olisi voitu kompensoida toisella X-kromosomilla.

Toinen esimerkki epigeneettisyydestä on niin kutsuttu genomipainatus.
Lapsen geeneillä on vanhemman genominen jälki, mikä tarkoittaa, että vain yhden vanhemman geenit ovat aktiivisia. Tämä voi johtaa myös harvinaisiin sairauksiin, kuten Angelmanin oireyhtymään, Prader-Willin oireyhtymään tai jopa kasvainsairauksiin, kuten Wilmsin kasvain.
Näiden sairauksien tarkkoja genomipainatustapoja ei ole vielä tutkittu.

Mikä rooli epigenetikalla on syövässä?

Epigenetikan ja syövän kehittymisen välisiä yhteyksiä tutkitaan perusteellisesti. Suurin osa syöpistä johtuu solujen estämättömästä replikaatiosta, jotka sitten muuttuvat kasvainsoluiksi.
Geneettiset modifikaatiot tai epigeneettiset tekijät voivat olla tämän takana.
Nämä voivat korostaa yksittäisiä geenisekvenssejä ja johtaa kasvaimen kasvuun.

Sekä lapsuusiän että aikuisen kasvaimet voivat johtua epigeneettisistä muutoksista.
Näitä sairauksia voidaan edelleen tutkia erityisen hyvin lapsilla, koska heillä on hyvin samanlainen epigeneettisyys. Elämän aikana epigenetikka muuttuu iän ja erilaisten ympäristötekijöiden vuoksi.
Tämä avaa uusia mahdollisuuksia kasvaimen kehittymiseen.

Näitä geenien epigeneettisiä väärinkäytöksiä voidaan kuitenkin käyttää omaksi eduksi syövän hoidossa. Periaatteessa on mahdollista muuttaa aktivoidun geenin epigeneettisyyttä siten, että syöpä eliminoidaan suoraan.

Tutkimuksessa on edelleen suuria aukkoja sekä syövän kehittymisessä että syövän hoidossa epigeneettisten mekanismien avulla.
Toistaiseksi ei ole vielä mahdollista käyttää näitä menetelmiä terapeuttisesti.

Mikä rooli epigenetikalla on masennuksessa?

Epigenetikalla on tärkeä rooli psykiatristen sairauksien kehittymisessä.
Aktivoimalla ja inaktivoimalla tiettyjä geenisekvenssejä sairaudet, kuten masennus ja skitsofrenia, voivat kehittyä suotuisammin.

Ikä ja ympäristötekijät, jotka johtavat muuttuneisiin epigeneettisiin prosesseihin, ovat todennäköisesti myös vastuussa tästä. Mielisairaudet liittyvät toisiinsa ihmisen epigeneettisyyteen.
Esimerkiksi tiedetään, että psykologinen stressi johtaa epigeneettisiin muutoksiin, jotka johtavat solujen ikääntymiseen.

Lapsuuden vakavalla psykologisella stressillä on myös merkittävä vaikutus epigenetikaan, mikä voi johtaa psykiatrisiin sekundaarisairauksiin myöhemmin.

Lue lisää aiheesta: Masennuksen syyt

Epigenetics kaksosissa

Epigeneettisiä tutkimuksia voidaan tehdä erittäin hyvin, etenkin identtisillä kaksosilla.
Vaikka niillä on sama geneettinen koostumus, niillä voi olla huomattavasti erilaiset ulkoiset ja sisäiset ominaisuudet elämänsä aikana.

Nämä erot voidaan jäljittää sattumien ja ympäristötekijöiden aiheuttamiin epigeneettisiin muutoksiin. Vaikka jokaisella kaksosella on sama geneettinen koostumus, vain muutama geenisekvenssi aktivoituu, joista yksilöllisesti erilaiset epigeneetit ovat vastuussa.

Nuorena iässä epigenetikka eroaa tuskin toisistaan.
Iän kasvaessa ja erilaisten ympäristövaikutusten myötä erot tulevat selvemmiksi.
Epigeneettistä jälkeä on kuitenkin edelleen.
Tämä tarkoittaa, että samanlaisen epigeneettisyyden todennäköisyys epigeneettisesti aiheuttamien sairauksien kehittymisessä kaksosissa on edelleen korkea.

Lisätietoja kaksosista: Kaksoisraskaus - mitä sinun pitäisi tietää!

Kuinka ympäristövaikutukset vaikuttavat epigenetikkaan?

Tämänhetkisen tutkimustilanteen mukaan epigenetikaan vaikuttavat merkittävästi ikä, sattumat ja ympäristötekijät.
Ympäristötekijät voivat olla luonteeltaan psykologisia ja fyysisiä.

Tunnettuja negatiivisia ympäristötekijöitä, jotka aiheuttavat negatiivisen muutoksen epigenetikassa, ovat lapsuuden trauma, stressi, psykologinen stressi tai masennus.
Epäterveellisellä ruokavaliolla tai haitallisilla kemikaaleilla, kuten tupakansavulla tai alkoholilla, on myös negatiivinen vaikutus geneettisen meikin epigeneettisyyteen.

Pitkässä iässä erilaiset epigeneettisten muutosten aiheuttamat ympäristövaikutukset voivat johtaa psyyken, sydän- ja verisuonijärjestelmän mutta myös lukuisten muiden elinten sairauksiin.
Genomin tarkkoja suhteita ja toimintamuotoja ei kuitenkaan ole vielä tutkittu.