Qu'est-ce que l'épigénétique? Les clés pour le comprendre

Quelle est l'importance de l'ADN. Le code génétique est la clé de voûte de la vie, qui dans le cas de l'homme stocke les informations permettant à l'organisme de se développer parmi les près de 20 000 gènes qui composent le génome. Toutes les cellules du même corps ont le même ADN.

Alors comment est-il possible qu'ils agissent différemment? Au contraire, comment peut-on neurone est-ce un neurone et non un hépatocyte, s'ils ont le même ADN? La réponse réside dans l'épigénétique.

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Qu'est-ce que l'épigénétique ?

Bien qu'elle contienne l'information, la chaîne d'acide désoxyribonucléique n'est pas tout, car il y a un composant important qui est l'environnement. Voici venir le terme épigénétique, « à propos de la génétique » ou « en plus de la génétique ».

Il existe des facteurs externes au code génétique qui régulent l'expression des différents gènes, mais en gardant toujours intacte la séquence d'ADN. C'est un mécanisme qui a sa pertinence: si tous les gènes étaient actifs en même temps ce ne serait pas une bonne chose, pour laquelle un contrôle de l'expression est nécessaire.

Le terme épigénétique a été inventé par le généticien écossais Conrad Hal Waddington en 1942 pour désigner le étude des relations entre les gènes et l'environnement.

Un moyen simple de comprendre l'épigenèse m'a été donné par un bon ami avec cet exemple: oui nous pensons que l'ADN est une bibliothèque, les gènes sont des livres et l'expression des gènes est le bibliothécaire. Mais les bibliothèques elles-mêmes, la poussière, les étagères, les incendies... tout ce qui empêche ou aide le bibliothécaire à accéder aux livres serait épigénétique.

La vérité c'est que le génome humain est constitué de plus de 20 000 gènes, mais ceux-ci ne sont pas toujours actifs en même temps. Selon le type de cellule dont il s'agit, le stade de développement de l'organisme ou même l'environnement lui-même où vit l'individu, il y aura des gènes actifs et d'autres non. La présence d'un groupe de protéines qui est responsable du contrôle de l'expression des gènes sans modifier la séquence d'ADN, c'est-à-dire sans provoquer de mutations ou de translocations, par exemple, permettre cela.

Connaître l'épigénome

Le concept d'épigénome est né à la suite de l'apparition de l'épigénétique, et ce n'est rien de plus que tous les composants qui font partie de cette régulation de l'expression des gènes.

Contrairement au génome, qui reste stable et immuable de la naissance à la vieillesse (ou devrait-il être), l'épigénome est dynamique et variable. Tout au long du développement, il change, peut être affecté par l'environnement, et il n'en est pas de même selon le type de cellule. Pour mettre un effet environnemental, on a vu que la consommation le tabac elle a un impact négatif sur l'épigénome, ce qui favorise l'apparition du cancer.

Avant de continuer, un bref examen de la génétique est conseillé pour comprendre le but de l'ADN. Le code génétique contient des gènes, mais pour cette raison même, cela n'aurait aucune conséquence. En général, il est nécessaire qu'un complexe protéique appelé L'ARN polymérase « lit » ce gène et le transcrit à un autre type de chaîne d'acide nucléique appelée « ARN messager » (ARNm), qui n'est constituée que du fragment de gène lu.

Il faut que cet ARN obtenu soit traduit en produit final, qui n'est autre qu'une protéine, formée par un autre complexe moléculaire connu sous le nom de ribosome, qui synthétise la protéine à partir de l'ARNm. Être clair sur son fonctionnement, Je continue.

Mécanismes épigénétiques

L'ADN est une très grande structure qui, dans le cas des humains, mesure près de deux mètres de long, bien plus que le diamètre de n'importe quelle cellule.

La nature est sage et a trouvé une méthode pour réduire drastiquement la taille et l'emballer à l'intérieur du noyau cellulaire: grâce à protéines structurelles appelées "histones", qui sont regroupés par groupes de huit pour former le nucléosome, soutiennent le brin d'ADN pour l'enrouler et facilitent le repliement.

Le brin d'ADN n'est pas complètement compacté, laissant des parties plus libres pour que la cellule puisse remplir ses fonctions. La vérité est que le repliement rend difficile la lecture des gènes par l'ARN polymérase, c'est pourquoi elle n'est pas toujours repliée de la même manière dans différentes cellules. En ne permettant pas l'accès à l'ARN polymérase, il est déjà exercer un contrôle sur l'expression des gènes sans modifier la séquence.

Ce serait très simple s'il n'y avait que cela, mais l'épigénome utilise également des marqueurs chimiques. La plus connue est la méthylation de l'ADN, qui consiste en la fixation d'un groupe méthyle (-CH3) à l'acide désoxyribonucléique. Cette marque, selon son emplacement, peut à la fois stimuler la lecture d'un gène et l'empêcher d'être atteint par l'ARN polymérase.

L'épigénome est-il héréditaire ?

Le génome, qui est invariable, est hérité de chacun des parents d'un individu. Mais, est-ce que la même chose se produit avec l'épigénome? Cette question a suscité beaucoup de controverses et de doutes.

Rappelons que, contrairement au code génétique, l'épigénome est dynamique. Il existe des groupes scientifiques qui sont convaincus qu'elle est également héréditaire, et l'exemple le plus fréquemment utilisé est un cas d'un village en Suède où les petits-enfants de grands-parents qui ont connu la famine vivent plus longtemps, comme si c'était une conséquence de la épigénétique.

Le principal problème avec ce type d'études est qu'elles ne décrivent pas le processus, mais ne sont que des conjectures sans démonstration qui résout le doute.

Quant à ceux qui pensent que l'épigénome n'est pas héréditaire, ils se fondent sur une étude qui révèle une famille de gènes dont la fonction principale est redémarrer l'épigénome dans le zygote. Cependant, la même étude précise que l'épigénome ne redémarre pas complètement, mais que 5% des gènes s'échappent de ce processus, laissant une petite porte ouverte.

L'importance de l'épigénétique

L'importance accordée à l'étude de l'épigénétique est qu'elle peut être le moyen de étudier et comprendre les processus de la vie comme lui vieillissement, processus mentaux ou cellules souches.

Le domaine dans lequel plus de résultats sont obtenus est dans la compréhension de la biologie de la Cancer, à la recherche de cibles pour générer de nouveaux thérapies médicamenteuses pour lutter contre cette maladie.

Vieillissement

Comme mentionné précédemment dans le texte, l'épigénome de chaque cellule change en fonction du stade de développement dans lequel se trouve la personne.

Des études l'ont prouvé. Par exemple, il a été observé que le génome varie dans le cerveau humain de la naissance à la maturité, tandis qu'à l'âge adulte jusqu'à un âge avancé, il reste stable. Au cours du vieillissement, il y a à nouveau des changements, mais cette fois vers le bas au lieu de vers le haut.

Pour cette étude, ils se sont concentrés sur les méthylations de l'ADN, voyant qu'elles étaient davantage générées pendant l'adolescence et diminuaient à un âge avancé. Dans ce cas, le manque de méthylation entrave le travail de l'ARN polymérase, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité des neurones.

En tant qu'application pour comprendre le vieillissement, il existe une étude qui utilise les modèles de méthylation de l'ADN dans les cellules sanguines comme indicateurs de l'âge biologique. Parfois, l'âge chronologique ne coïncide pas avec l'âge biologique, et avec l'utilisation de ce modèle, il est possible de connaître l'état de santé et la mortalité du patient de manière plus concrète.

Cancers et pathologies

Le cancer consiste en une cellule qui, pour une raison quelconque, cesse d'être spécialisée dans son tissu d'origine et commence à se comporter comme s'il s'agissait d'une cellule indifférenciée, sans limiter sa prolifération ni en déplacer d'autres tissus.

Logiquement, il est normal de penser que des changements dans l'épigénome peut rendre une cellule cancéreuse en affectant l'expression des gènes.

Dans l'ADN, il y a gènes appelés « suppresseurs de cancer »; son propre nom indique quelle est sa fonction. Eh bien, dans certains cas de cancer, on a vu que ces gènes sont méthylés de telle manière qu'ils inactivent le gène.

Il cherche actuellement à étudier si l'épigénétique affecte d'autres types de pathologies. Il existe des preuves suggérant qu'il est également impliqué dans l'artériosclérose et certains types de maladie mentale.

Applications médicales

L'industrie pharmaceutique vise l'épigénome qui, grâce à son dynamisme, est une cible envisageable pour les thérapies futures. Ils sont déjà mis en pratique traitements pour certains types de cancer, principalement dans les leucémies et les lymphomes, où le médicament cible la méthylation de l'ADN.

Il est à noter que cela est efficace tant que l'origine du cancer est épigénétique et non une autre, telle qu'une mutation.

Cependant, le plus grand défi est d'obtenir toutes les informations sur l'épigénome humain, par le séquençage du génome humain. Avec une connaissance plus large, à l'avenir des traitements plus personnalisés pourraient être imaginés et individualisé, pour pouvoir connaître les besoins des cellules de la zone endommagée chez un patient spécifique.

La science a besoin de plus de temps

L'épigénétique est un domaine de recherche assez récent et une étude plus approfondie est nécessaire pour mieux comprendre le sujet.

Ce qui doit être clair, c'est que l'épigénétique consiste en des régulations de l'expression des gènes ils ne modifient pas la séquence d'ADN. Il n'est pas rare de trouver des mentions erronées d'épigénétique dans des cas de mutations par exemple.