O que é epigenética? Chaves para entender isso

Quão importante é o DNA. O código genético é o eixo da vida, que, no caso dos humanos, armazena as informações que permitem ao organismo se desenvolver entre os quase 20 mil genes que compõem o genoma. Todas as células do mesmo corpo têm o mesmo DNA.

Então, como é possível que eles ajam de maneira diferente? Em vez disso, como alguém neurônio é um neurônio e não um hepatócito, se eles têm o mesmo DNA? A resposta está na epigenética.

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O que é epigenética?

Embora contenha a informação, a cadeia do ácido desoxirribonucléico não é tudo, pois existe um componente importante que é o meio ambiente. Aí vem o termo epigenética, "sobre genética" ou "além da genética".

Existem fatores externos ao código genético que regulam a expressão dos diferentes genes, mas sempre mantendo a sequência de DNA intacta. É um mecanismo que tem sua relevância: se todos os genes estivessem ativos ao mesmo tempo não seria uma coisa boa, para o que é necessário um controle sobre a expressão.

O termo epigenética foi cunhado pelo geneticista escocês Conrad Hal Waddington em 1942 para se referir ao estudo da relação entre genes e meio ambiente.

Uma maneira simples de entender a epigênese foi dada a mim por um bom amigo com este exemplo: sim pensamos que o DNA é uma biblioteca, os genes são livros e a expressão do gene é o bibliotecário. Mas as próprias bibliotecas, a poeira, as estantes, os incêndios... tudo que impede ou ajuda o bibliotecário a ter acesso aos livros seria epigenética.

A verdade é aquilo o genoma humano consiste em mais de 20.000 genes, mas nem sempre estão ativos ao mesmo tempo. Dependendo do tipo de célula em que se encontra, em que estágio de desenvolvimento o organismo se encontra, ou mesmo do próprio ambiente onde o indivíduo vive, haverá alguns genes ativos e outros não. A presença de um grupo de proteínas responsáveis ​​por controlar a expressão gênica sem modificar a sequência de DNA, ou seja, sem causar mutações ou translocações, por exemplo, permitir isso.

Conhecendo o epigenoma

O conceito de epigenoma nasceu como consequência do surgimento da epigenética, e nada mais é do que todos os componentes que fazem parte dessa regulação da expressão gênica.

Ao contrário do genoma, que permanece estável e imutável desde o nascimento até a velhice (ou assim deveria ser), o epigenoma é dinâmico e variável. Ao longo do desenvolvimento, ele muda, pode ser afetado pelo meio ambiente, e não é o mesmo de acordo com o tipo de célula. Para colocar um efeito ambiental, foi visto que consumir tabaco tem impacto negativo no epigenoma, o que favorece o aparecimento do câncer.

Antes de continuar, uma breve revisão da genética é aconselhável para entender o propósito do DNA. O código genético contém genes, mas por isso mesmo isso não teria consequências. Em geral, é necessário que um complexo proteico denominado A RNA polimerase "lê" este gene e o transcreve a outro tipo de cadeia de ácido nucléico denominado "RNA mensageiro" (mRNA), que consiste apenas no fragmento do gene lido.

É necessário que esse RNA obtido seja traduzido no produto final, que nada mais é do que uma proteína, formada por outra complexo molecular conhecido como ribossomo, que sintetiza proteínas a partir de mRNA. Ser claro sobre como funciona, Eu continuo.

Mecanismos epigenéticos

O DNA é uma estrutura muito grande, que no caso dos humanos tem quase dois metros de comprimento, muito maior do que o diâmetro de qualquer célula.

A natureza é sábia e encontrou um método para reduzir drasticamente o tamanho e embalá-lo dentro do núcleo da célula: graças a proteínas estruturais chamadas "histonas", que são agrupados em grupos de oito para formar o nucleossomo, sustentam a fita de DNA para envolvê-la e facilitar o dobramento.

A fita de DNA não está completamente compactada, deixando partes mais livres para a célula realizar suas funções. A verdade é que o dobramento torna difícil para a RNA polimerase ler os genes, e é por isso que ele nem sempre é dobrado da mesma maneira em células diferentes. Por não permitir o acesso à RNA polimerase, ela já está exercer controle sobre a expressão gênica sem modificar a sequência.

Seria muito simples se fosse só isso, mas o epigenoma também faz uso de marcadores químicos. A mais conhecida é a metilação do DNA, que consiste na ligação de um grupo metil (-CH3) ao ácido desoxirribonucléico. Essa marca, dependendo de sua localização, pode tanto estimular a leitura de um gene quanto impedir que ele seja atingido pela RNA polimerase.

O epigenoma é herdado?

O genoma, que é invariável, é herdado de cada um dos pais de um indivíduo. Mas, o mesmo acontece com o epigenoma? Esse assunto tem gerado muitas polêmicas e dúvidas.

Lembre-se de que, ao contrário do código genético, o epigenoma é dinâmico. Existem grupos científicos que estão convencidos de que também é herdada, e o exemplo mais utilizado é um caso de uma aldeia na Suécia onde os netos de avós que passaram fome vivem mais, como se fosse uma consequência da epigenética.

O principal problema com esses tipos de estudos é que eles não descrevem o processo, mas são apenas conjecturas sem uma demonstração que resolva a dúvida.

Já aqueles que acreditam que o epigenoma não é herdado, baseiam-se em um estudo que revela uma família de genes cuja função principal é reinicie o epigenoma no zigoto. Porém, o mesmo estudo deixa claro que o epigenoma não se reinicia completamente, mas que 5% dos genes escapam desse processo, deixando uma pequena porta aberta.

A importância da epigenética

A importância que está sendo dada ao estudo da epigenética é que pode ser o caminho para investigar e compreender os processos da vida como ele envelhecimento, processos mentais ou células-tronco.

O campo em que mais resultados estão sendo obtidos é na compreensão da biologia do Câncer, procurando alvos para gerar novos terapias medicamentosas para lutar contra esta doença.

Envelhecimento

Conforme mencionado anteriormente no texto, o epigenoma em cada célula muda de acordo com o estágio de desenvolvimento em que a pessoa se encontra.

Estudos comprovam isso. Por exemplo, foi observado que o genoma varia no cérebro humano desde o nascimento até a maturidade, enquanto na idade adulta até a velhice, permanece estável. Durante o envelhecimento, ocorrem mudanças novamente, mas desta vez diminuindo em vez de aumentando.

Para este estudo, eles se concentraram nas metilação do DNA, visto que mais foram geradas durante a adolescência e diminuíram na velhice. Neste caso, falta de metilação atrapalha o trabalho da RNA polimerase, o que leva a uma diminuição na eficiência dos neurônios.

Como um aplicativo para entender o envelhecimento, existe um estudo que faz uso dos padrões de metilação do DNA em células da linha sanguínea como indicadores de idade biológica. Às vezes, a idade cronológica não coincide com a idade biológica, e com a utilização desse padrão é possível conhecer o estado de saúde e mortalidade do paciente de forma mais concreta.

Câncer e patologias

O câncer consiste em uma célula que por algum motivo deixa de ser especializada em seu tecido de origem e passa a comportar-se como se fosse uma célula indiferenciada, sem limitar sua proliferação ou deslocar outras tecidos.

Logicamente, é normal pensar que mudanças no epigenoma pode fazer com que uma célula se torne cancerosa afetando a expressão do gene.

No DNA existem genes conhecidos como "supressores de câncer"; seu próprio nome indica qual é sua função. Bem, em alguns casos de câncer, foi visto que esses genes são metilados de tal forma que eles inativam o gene.

Atualmente, está procurando estudar se a epigenética afeta outros tipos de patologias. Há evidências que sugerem que ele também está envolvido na arteriosclerose e em alguns tipos de doenças mentais.

Aplicações médicas

A indústria farmacêutica está de olho no epigenoma, que graças ao seu dinamismo é um alvo viável para futuras terapias. Eles já estão sendo colocados em prática tratamentos para alguns tipos de câncer, principalmente em leucemias e linfomas, onde a droga tem como alvo a metilação do DNA.

Deve-se notar que isso é eficaz desde que a origem do câncer seja epigenética e não outra, como uma mutação.

Porém, o maior desafio é obter todas as informações sobre o epigenoma humano, por meio do sequenciamento do genoma humano. Com conhecimento mais amplo, no futuro tratamentos mais personalizados podem ser concebidos e individualizado, para poder conhecer as necessidades das células da área lesada em um paciente específico.

A ciência precisa de mais tempo

A epigenética é um campo de pesquisa bastante recente e mais estudos são necessários para entender melhor o assunto.

O que tem que ficar claro é que a epigenética consiste em regulações de expressão gênica eles não modificam a sequência de DNA. Não é incomum encontrar menções errôneas à epigenética em casos de mutações, por exemplo.