Epigenetika se zabývá změnou genové aktivity beze změny DNA sekvence genu. Mnoho procesů v těle je založeno na procesech epigenetiky. Nedávné výsledky výzkumu prokazují jejich význam pro schopnost organismu měnit se v souvislosti s vlivy prostředí.
Co je epigenetika?
Termín epigenetika popisuje změny v aktivitě genů kromě dědičnosti (genetika). To znamená, že genetický kód genu je fixní, ale ne vždy aplikovaný. Epigenetika se zabývá změnami genomové funkce DNA, které nejsou způsobeny změnou sekvence DNA.
Každá buňka živé bytosti obsahuje stejný genetický program. V průběhu vývoje však dochází k diferenciaci orgánů a různých tkání. Například krvinky mají stejné dědičné informace jako ledvinové buňky. Ve dvou typech buněk jsou aktivní pouze různé geny. Diferenciaci buněk lze vysvětlit epigenetickými procesy, které se projevují aktivací nebo inaktivací genů.
Nediferencované buňky jsou takzvané kmenové buňky, které se mohou klonováním vyvinout v nový, geneticky identický organismus. Diferencované buňky však mohou být také převedeny zpět na kmenové buňky obrácením epigenetické změny.
Funkce a úkol
Po každém buněčném dělení epigeneze postupně mění genetickou informaci v buňce. Některé geny jsou inaktivovány methylací DNA.
Další možností je označit DNA pomocí tzv. Histonové acetylace. Dva metry dlouhý řetězec DNA je rozbalen v malém buněčném jádru a v určitých bodech označen. To zaručuje, že jsou čteny pouze informace týkající se typu buňky. Methylace i acetylace histonu jsou řízeny biochemickými látkami.
Každý organismus, včetně člověka, má mnoho tzv. Epigramů. Za epigramy se považují další genetické kódy, které určují modifikaci organismu. V průběhu života se organismus stále více mění pod vlivem prostředí. Genetický kód je zachován, ale vnější vlivy jsou stále důležitější.
Mezi vlivy na životní prostředí patří výživa, stresové faktory, sociální kontakty, environmentální toxiny nebo dokonce zkušenosti, které jsou ukotveny v psychice člověka. Je známo, že tělo na tyto faktory reaguje a ukládá zkušenosti, aby v případě potřeby mohlo reagovat.
Podle novějších zjištění jsou všechny interakce mezi organismem a prostředím epigeneticky kontrolovány. V důsledku toho se vnější vzhled (fenotyp), charakter a chování významně formují epigenetickými procesy.
Rozdílný vývoj identických dvojčat pod různými vnějšími vlivy ukazuje, jak silný může být otisk. Dalším příkladem mohou být fyzické změny v důsledku změny žitého sexu, ke kterým dochází bez podávání léků. Mezi albánské burrneshas (ženy, které žijí život člověka) patří Svědectví o tom.
Některé výzkumy ukazují, že získané vlastnosti lze předat dál. Přestože je základní genetický kód předáván, další genetické změny (epigenetické změny) jsou také částečně přeneseny na potomstvo při zachování dané DNA sekvence genů.
Nemoci a nemoci
Vliv epigenetiky na fenotyp a lidské chování je stále jasnější. Nové výsledky výzkumu poukazují na význam epigenetických procesů pro lidské zdraví.
Například mnoho nemocí má genetickou předložku. Vyskytují se v rodinách. Příklady jsou diabetes mellitus, kardiovaskulární onemocnění, revmatická onemocnění a demence. Zde hraje způsob života zásadní roli v tom, zda příslušné onemocnění vůbec vypukne. Například u identických dvojčat bylo zjištěno, že Alzheimerova choroba je i přes svou genetickou předložku velmi závislá na prostředí.
U epigenetiky bylo také možné objasnit, proč je například zelený čaj tak zdravý. Účinná složka epigallocatechin-3-gallát (EGCG) v čaji aktivuje gen, který kóduje enzym zabraňující rakovině. U starších lidí je tento gen často methylovaný, a proto neaktivní. To zvyšuje pravděpodobnost rozvoje rakoviny ve stáří. Konzumací zeleného čaje však pravděpodobnost rakoviny znovu klesá.
Například v oblasti včel se královna geneticky neliší od pracovníků. Ale protože je jediná zvířata, která má být krmena královskou želé, vyvine se z ní královna. S ní je mnoho hloupých genů reaktivováno kvůli specifickému biologickému činiteli.
U lidí, mimo jiné, nepříznivé sociální podmínky často vedou k poruchám osobnosti později. Dnes je třeba předpokládat, že mnoho duševních a psychologických onemocnění je způsobeno epigenetickými procesy. Lidský epigenom také ukládá trauma, které později ovlivňuje strukturu osobnosti.
Nové vědecké studie ukázaly, že v genomu traumatizovaných lidí dochází k mnoha chybám. Po úspěšné terapii však tyto chyby opět zmizely.
Existují také epigenetické změny, které se přenášejí na potomstvo a které je geneticky predisponují k určitým chorobám. Například ve švédské lidské studii byl zkoumán vztah mezi dostupností potravy a predispozicí k nemoci v následujících generacích.
Genetikové Marcus Pembrey a Lars Olov Bygren zjistili, že vnoučata mužských dědečků, kteří měli co jíst, byli vždy náchylní k diabetu. Pravděpodobně zde došlo k epigenetickým změnám pohlavních chromozomů.
I traumatizovaní lidé mohou předávat epigenetické změny budoucím generacím. Další výzkum v oblasti epigenetiky by měl pomoci odhalit a zvrátit epigenetické změny způsobující onemocnění.
