Epigenetika

Epigenetika (od slova επί/mimo genetiku) je v moderním slova smyslu vědní podobor genetiky, jenž studuje změny v genové expresi (a tedy obvykle i ve fenotypu), které nejsou způsobeny změnou nukleotidové sekvence DNA.^[1] Také epigenetické jevy mohou být děděny z buňky na buňku a z generace na generaci, tedy jak při mitóze, tak při meióze. Genom včetně epigenetických změn se označuje jako epigenom.^[2]

Plakát znázorňující dva typické příklady epigenetických procesů, methylace DNA a acetylace histonů

Při studiích je také třeba prokázat interakci genů s danými proteiny.^[3] A u proteinů popsat mechanismus, jakým ovlivňují zkoumanou vlastnost.

Příklady

Často jde o různé změny v chromatinu nebo v prionových proteinech, někdy se však týká epigenetika i složitých tělních struktur. Typickým příkladem je methylace DNA. Methyly navázané na určitých místech molekuly DNA mají významný vliv na diferenciaci buněk a umožňují exprimovat (vyjádřit) genom v různých buňkách odlišně. Může to vést až k úplné odlišnosti jedinců se stejným jaderným genomem (jako příklad může sloužit včelí matka a dělnice, obě s plně identickou genovou sekvencí, ale se vzájemnými rozdíly v methylaci až 550 genů^[4]). Epigeneticky se předávají i některé modifikace histonových proteinů.^[5] Rovněž genomický imprinting (jev, při kterém záleží, zda byl gen zděděn od otce či od matky) je v podstatě epigenetický.^[6] (Názorným příkladem je nápadná morfologická, anatomická i etologická odlišnost samice muly a samice mezka – třebaže mají naprosto stejné chromozomy jaderné DNA). Jiným příkladem je dědění určitých struktur, které nevznikají de novo: to se týká třeba semiautonomních buněčných organel. Jejich stavba je závislá do velké míry na tom, jaké proteiny se vyskytovaly v membránách jejich předků.^[6]

Výzkum epigenetických procesů se bouřlivě rozvíjí,^[5] zejména proto, že byl dán do souvislosti s řadou onemocnění včetně rakovinného bujení ^[6] a šířením civilizačních chorob. Epigenetické znaky by zřejmě mohly vytvářet i jednoduchou „dědičnou paměť“.^[7]

Reference

1. Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1.
2. RÉDEI, George P. Encyclopedia of Genetics, Genomics, Proteomics, and Informatics. 3rd Edition. vyd. [s.l.]: Springer, 2008. ISBN 978-1-4020-6753-2.
3. University of Chicago Medical Center. New tool brings standards to epigenetic studies. phys.org [online]. 2015-06-04 [cit. 2022-12-05]. Dostupné online. (anglicky)
4. Co činí ze včely královnu, Akademon 16. 12. 2010. www.akademon.cz [online]. [cit. 2014-01-06]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-01-06.
5. TOST, Jörg. Epigenetics. [s.l.]: Horizon Scientific Press, 2008. Dostupné online. ISBN 9781904455233.
6. Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, Peter Walter. Molecular Biology of the Cell, 4rd edition. [s.l.]: [s.n.]
7. DIAS, Brian G.; RESSLER, Kerry J. Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. S. 89–96. Nature Neuroscience [online]. 2014-01. Roč. 17, čís. 1, s. 89–96. Dostupné online. DOI 10.1038/nn.3594. PMID 24292232. (anglicky)

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu epigenetika na Wikimedia Commons
• Seznam děl v Souborném katalogu ČR, jejichž tématem je Epigenetika

Portály: Biologie