Epigjenetika

Epigjenetika në biologji paraqet studimin e ndryshimeve të trashëgueshme të fenotipit që nuk përfshijnë ndryshime në sekuencën e ADN-së . ^[1] Parashtesa greke epi- ( ἐπι- "mbi, jashtë, përreth") në epigjenetikë nënkupton tipare që janë "mbi" ose "përveç" bazës gjenetike tradicionale për trashëgiminë. Pra fjalë për fjalë do të thotë "sipër" ose "në maje" të gjenetikës gjë që i referohet modifikimeve të jashtme në ADN që "ndezin" ose "fikin" gjenet. Këto modifikime nuk ndryshojnë sekuencat e ADN-së, por në fakt ato ndikojnë në mënyrën sesi qeliza do t'i lexojë gjenet. ^[2]

Epigjenetika përcaktohet si shkencë që studion ndryshime të transmetueshme dhe të kthyeshme në shprehjen e gjeneve, të cilat nuk arrijnë të ndryshojnë mediumin gjenetik, me fjalë të tjera, ndryshime që nuk ndryshojnë ADN-në. Ndryshime të tilla mund të ndodhin në mënyrë spontane ose si rezultat i stresit, si një përgjigje ndaj një mjedisi ose faktorëve të tjerë të jashtëm. Fenomenet epigjenetike veprojnë si ndërprerës i cili i ndez dhe i fik gjenet, në varësi të rrethanave dhe të shkallëve të ndryshmeve. Prandaj, ata lejojnë që të ndodhin shumë kombinime të paprogramuara midis gjeneve, përmes fenomenit të metilimit.

Epigjenetika më shpesh përfshin ndryshime që ndikojnë në aktivitetin dhe shprehjen e gjeneve, por termi mund të përdoret gjithashtu për të përshkruar çdo ndryshim fenotipik të trashëgueshëm. Efektet e tilla në tiparet fenotipike qelizore dhe fiziologjike mund të rezultojnë nga faktorë të jashtëm ose mjedisorë, ose të jenë pjesë e zhvillimit normal. Përkufizimi standard i epigjenetikës kërkon që këto ndryshime të jenë të trashëgueshme ^{[3] [4]} në pasardhësit e qelizave ose të organizmave.

Termi gjithashtu i referohet vetë ndryshimeve: ndryshime funksionale të rëndësishme në gjenom që nuk përfshijnë një ndryshim në sekuencën nukleotide . Shembuj të mekanizmave që prodhojnë ndryshime të tilla janë metilimi i ADN-së dhe modifikimi i histonit, secili prej të cilëve ndryshon mënyrën se si gjenet shprehen pa ndryshuar sekuencën themelore të ADN- së. Shprehja e gjenit mund të kontrollohet përmes veprimit të proteinave shtypëse që bashkohen me rajonet e silenciatorit të ADN-së. Këto ndryshime epigjenetike mund të zgjasin përmes ndarjeve qelizore për gjithë kohëzgjatjen e jetës së qelizës, dhe gjithashtu mund të zgjasin për shumë breza, edhe pse nuk përfshijnë ndryshime në sekuencën themelore të ADN-së të organizmit; ^[5] në vend të kësaj, faktorët jogjenetikë bëjnë që gjenet e organizmit të sillen (ose "të shprehen") ndryshe. ^[6]

Ndryshimet epigjenetike ndikojnë në strukturën fizike të ADN-së. Një nga shembujt e ndryshimeve epigjenetike është "metilimi" i ADN-së që është shtimi i një grupi metili ose i një "kapaku kimik", në një pjesë të molekulës së ADN-së dhe shërben për të penguar gjene të caktuara që të shprehen.

Një shembull i një ndryshimi epigjenetik në biologjinë eukariote është procesi i diferencimit qelizor . Gjatë morfogjenezës, qelizat staminale totipotente bëhen linja të ndryshme qelizore pluripotente të embrionit, të cilat nga ana tjetër bëhen qeliza plotësisht të diferencuara. Me fjalë të tjera, ndërsa një qelizë e vetme vezë e fekonduar - zigota - vazhdon të ndahet, qelizat vajza që rezultojnë, ndryshojnë në të gjitha llojet e ndryshme të qelizave në një organizëm, duke përfshirë neuronet, qelizat muskulore, epitelin, endotelin e enëve të gjakut, etj. e që aktivizimi i disa gjeneve pengon shprehjen e të tjerëve. ^[7]

Një shembull tjetër është modifikimi i histoneve. Histonet janë proteina me të cilat ADN-ja mbështillet përreth. (Pa histone ADN-ja do të ishte tepër e gjatë për të qenë e përshtatshme në brendësinë e qelizës.) Por, nëse histonet e ngjeshin fort ADN, atëherë kjo e fundit nuk mund të "lexohet" nga qelizat. Modifikimet që balancojnë histonet mund t'a bëjnë ADN të aksesueshme për proteinat që "lexojnë" gjenet.

Historikisht, disa fenomene jo domosdoshmërisht të trashëgueshme janë përshkruar gjithashtu si epigjenetike. Për shembull, termi "epigjenetik" është përdorur për të përshkruar çdo modifikim të rajoneve kromozomale, veçanërisht modifikimet histone, pavarësisht nëse këto ndryshime janë të trashëgueshme ose shoqërohen me një fenotip. Përkufizimi i konsensusit tani kërkon që një tipar të jetë i trashëgueshëm që ajo të konsiderohet epigjenetike. ^[8]

Termi epigjenetikë në përdorimin e saj bashkëkohor u shfaq në vitet 1990, por për disa vite është përdorur me kuptime disi të ndryshueshme. ^[9] Një përkufizim konsensual i konceptit të tipit epigjenetik si një "fenotip i trashëgueshëm në mënyrë të qëndrueshme që rezulton nga ndryshimet në një kromozom pa ndryshime në sekuencën e ADN-së" u formulua në një takimin të Laboratorit të Portit të Ftohtë në 2008, ^[10] megjithëse përkufizime alternative që përfshijnë edhe tipare jo të trashëgueshme janë ende duke u përdorur. ^[11]

Termi epigjenezë ka një kuptim të përgjithshëm të "rritjes shtesë", dhe është përdorur në anglisht që nga shekulli XVII. ^[12]

• ADN
• Gjeni
• Shkenca
• Biologjia
• Gjenetika

• Haque FN; Gottesman II; Wong AH (maj 2009). "Not really identical: epigenetic differences in monozygotic twins and implications for twin studies in psychiatry". American Journal of Medical Genetics. Part C, Seminars in Medical Genetics. 151C (2): 136–41. doi:10.1002/ajmg.c.30206. PMID 19378334. S2CID 205327825. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
• B. M. Maia, R. M. Rocha, G. A. Calin: Clinical significance of the interaction between non-coding RNAs and the epigenetics machinery: challenges and opportunities in oncology. In: Epigenetics. Band 9, Nummer 1, Januar 2014, S. 75–80, doi:10.4161/epi.26488, PMID 24121593, PMC - 3928188 (Review).
• Bradbury, J. (2003): Human Epigenome Project—Up and Running. In: PLoS Biol. Bd. 1, S. e82 doi:10.1371/journal.pbio.0000082; PDF^{[lidhje e vdekur]}.
• C. D. Allis, T. Jenuwein: The molecular hallmarks of epigenetic control. In: Nature Reviews Genetics. Band 17, Nummer 8, 08 2016, S. 487–500, doi:10.1038/nrg.2016.59, PMID 27346641 (Review), PDF Arkivuar 13 prill 2021 tek Wayback Machine.
• C.H. Waddington (1942), "The epigenotype" Endeavour 1, 18–20.
• Delcuve, GP. et al. (2009): Epigenetic control. In: J Cell Physiol. Bd. 219, Nr. 2, S. 243–250, PMID 19127539.
• E. Jablonka: The evolutionary implications of epigenetic inheritance. In: Interface focus. Band 7, Nummer 5, Oktober 2017, S. 20160135, doi:10.1098/rsfs.2016.0135, PMID 28839916, PMC - 5566804 (Review).
• Eva Jablonka and Marion J. Lamb. The Changing Concept of Epigenetics. Annals of the New York Academy of Sciences 981:82-96 (2002).
• Joshua Lederberg, "The Meaning of Epigenetics", The Scientist 15(18):6, Sep. 17, 2001.
• Morgan, HD. et al. (2005): Epigenetic reprogramming in mammals. In: Human molecular genetics. (Hum Mol Genet.) Bd. 14, Nr. 1, R47–58, PMID 15809273; PDF
• Oscar Hertwig, 1849-1922. "Biological problem of today: preformation or epigenesis? The basis of a theory of organic development". W. Heinemann: London, 1896.
• R.A. Waterland, R.L. Jirtle, "Transposable elements: Targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation", Molecular and Cellular Biology 2003 August 1;23(15):5293-5300.

1. ^ Dupont C, Armant DR, Brenner CA (shtator 2009). "Epigenetics: definition, mechanisms and clinical perspective". Seminars in Reproductive Medicine. 27 (5): 351–7. doi:10.1055/s-0029-1237423. PMC 2791696. PMID 19711245. In the original sense of this definition, epigenetics referred to all molecular pathways modulating the expression of a genotype into a particular phenotype. Over the following years, with the rapid growth of genetics, the meaning of the word has gradually narrowed. Epigenetics has been defined and today is generally accepted as 'the study of changes in gene function that are mitotically and/or meiotically heritable and that do not entail a change in DNA sequence.' {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
2. ^ Rutherford, Adam (19 korrik 2015). "Beware the pseudo gene genies". The Guardian. {{cite news}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
3. ^ Ledford H (tetor 2008). "Language: Disputed definitions". Nature. 455 (7216): 1023–8. doi:10.1038/4551023a. PMID 18948925. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
4. ^ Berger SL, Kouzarides T, Shiekhattar R, Shilatifard A (prill 2009). "An operational definition of epigenetics". Genes & Development. 23 (7): 781–3. doi:10.1101/gad.1787609. PMC 3959995. PMID 19339683. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
5. ^ Bird A (maj 2007). "Perceptions of epigenetics". Nature. 447 (7143): 396–8. Bibcode:2007Natur.447..396B. doi:10.1038/nature05913. PMID 17522671. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
6. ^ Hunter, Philip (1 maj 2008). "What genes remember". Arkivuar nga origjinali më 1 maj 2008. Marrë më 26 korrik 2012. {{cite web}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
7. ^ Reik W (maj 2007). "Stability and flexibility of epigenetic gene regulation in mammalian development". Nature. 447 (7143): 425–32. Bibcode:2007Natur.447..425R. doi:10.1038/nature05918. PMID 17522676. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
8. ^ Berger SL, Kouzarides T, Shiekhattar R, Shilatifard A (prill 2009). "An operational definition of epigenetics". Genes & Development. 23 (7): 781–3. doi:10.1101/gad.1787609. PMC 3959995. PMID 19339683. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
9. ^ Moore, David S. (2015). The Developing Genome: An Introduction to Behavioral Epigenetics (bot. 1st). Oxford University Press. ISBN 978-0199922345. {{cite book}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
10. ^ Berger SL, Kouzarides T, Shiekhattar R, Shilatifard A (prill 2009). "An operational definition of epigenetics". Genes & Development. 23 (7): 781–3. doi:10.1101/gad.1787609. PMC 3959995. PMID 19339683. {{cite journal}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
11. ^ "Overview". NIH Roadmap Epigenomics Project. Arkivuar nga origjinali më 21 nëntor 2019. Marrë më 17 korrik 2021. {{cite web}}: Mungon ose është bosh parametri |language= (Ndihmë!)
12. ^ Oxford English Dictionary: "The word is used by W. Harvey, Exercitationes 1651, p. 148, and in the English Anatomical Exercitations 1653, p. 272. It is explained to mean ‘partium super-exorientium additamentum’, ‘the additament of parts budding one out of another’."